Warum haben Koax-Kabel 50 Ohm

Koaxialkabel bestehen aus 4 Komponenten. Dem Innenleiter, dem Isolationsmaterial, dem Außenleiter bzw. der Abschirmung  und dem Schutzmantel. Es gibt eine Vielzahl von Koaxialkabel-Typen. Sie unterscheiden sich beim verwendeten Isolationsmaterial, im Kabeldurchmesser, bei der Form der Abschirmung oder in der Dämpfung je 100m. Eines ist aber bei allen Koaxialkabeln gleich, sie haben eine Impedanz von 50 Ohm. Zugegeben, es gibt auch 75 Ohm Koaxialkabel, wir kommen noch darauf zurück.

Die Standardisierung auf 50 Ohm geht auf die 30er Jahre des vergangenen Jahrhunderts zurück. Damals wurden verschiedene Experimente durchgeführt, um geeignete Parameter für Koaxialkabel zu ermitteln. Dabei wurde festgestellt, dass bei einem Wellenwiderstand von 30 Ohm die größte Leistung übertragen werden kann. Die geringste Dämpfung, bei sonst gleichen Abmessungen, wiesen Kabel auf, die eine Impedanz von 77 Ohm hatten. Die größte Spannungsfestigkeit zeigte sich bei Koaxialkabeln mit einem Wellenwiderstand von 60 Ohm.

Für den Betrieb von Sendern mit hoher Leistung wären daher Kabel mit 30 Ohm Impedanz am geeignetsten. Wenn diese Kabel dann aber noch einigermaßen handhabbare Durchmesser haben sollen, werden Isolationsmaterialien benötigt, die eine hohe Dielektrizitätskonstante, bzw. ein kleinen Verkürzungsfaktor haben. Da es aber nur wenige Materialien mit diesen Eigenschaften  gibt,  hat  sich die 50 Ohm Technik durchgesetzt.  Kabel mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm weisen eine hohe Belastbarkeit und eine vergleichsweise geringe Dämpfung auf. Die 50 Ohm Technik stellt daher einen guten Kompromiss zwischen Dämpfung und Belastbarkeit dar.

Aber auch die 75 Ohm Kabel haben nach wie vor ihre Berechtigung. Sie werden dort eingesetzt, wo es einzig auf eine geringe Dämpfung ankommt. Dies ist in der Empfangstechnik, wie zum Beispiel bei Satellitenempfangsanlagen der Fall.

Wie der Aufbau eines Koaxialkabels dessen Eigenschaften beeinflusst, werden wir in einem separaten Beitrag betrachten. Nur soviel vorab, die geringste Dämpfung, bei sonst gleichen Bedingungen, erreicht man wenn der Durchmesser des Außenleiters 3,6 mal so groß ist wie der Durchmesser des Innenleiters. Also bei einem Wellenwiderstand von 77 Ohm. Die Kompromisslösung von 50 Ohm stellt sich ein, wenn der Durchmesser des Außenleiters 2,3 mal so groß ist, wie der des Innenleiters.