Kompendium > Betrieb der Leitung bei sinusförmiger Anregung > Hochfrequenzleitung

Übertragungsverhalten

Nach den Ergebnissen Gleichungen (222), (223) übertragen Leitungen bei Hochfrequenz scheinbar verzerrungsfrei, die Dämpfungskonstante ist frequenzunabhängig, die Wellengeschwindigkeit aller Spektralanteile ist konstant.
Tatsächlich dominiert aber der Skineffekt bei Hochfrequenz den Widerstandsbelag und es ist

(224)
und wegen der direkten Frequenzabhängigkeit des Leitwertbelags gilt
(225)
Bei geringer Dämpfung werden Signale formgetreuer übertragen als bei großer Dämpfung.
Für den wichtigen Leitungstyp Koaxialkabel gilt im Hochfrequenzbereich die Relation
(226)

Durch Luftraum/PE-Isolierungen (geschäumtes Polyethylen bzw. Scheibe-Schlauch-Konstruktionen (Bild 22)) z. B. werden sehr gute Isoliereigenschaften erreicht.

Beispielhaft soll die Übertragung einer periodischen Impulsfolge auf einem Datenkabel gezeigt werden:

Für ein Datenkabel (Bild 6) werden im Katalog angegeben: Wellenwiderstand 50 Ω, Kapazität 174 pF/m, Dämpfung 4,1 dB bei der Frequenz 1 MHz und der Leitungslänge 100 m. Am Leitungsanfang wird eine Rechteckwechselspannung (U0 = 1V, T = 1 µs) eingeprägt. Bei Anpassung am Leitungsende soll das Übertragungsverhalten der Leitung für unterschiedliche Leitungslängen untersucht werden. Die Eingangsspannung soll durch ihre Fourier-Reihe bis zur 101-ten Harmonischen dargestellt werden. Die frequenzabhängige Dämpfung soll nur in den Längsdämpfungsanteil der Dämpfungskonstanten verrechnet werden.

Bild 23 zeigt Eingangs- und Ausgangsspannung bei einer Leitungslänge l = 100 m. Die Signallaufzeit beträgt tL = 0,87 µs (vgl. auch Beispiel 4).

Für den Leitungstyp Koaxialkabel lässt sich zeigen, dass ein bestimmtes Radienverhältnis von Innenradius des Außenleiters zum Radius des Innenleiters
(227)
zu minimaler Längsdämpfung führt (Beispiel 5).