Coaxkabel (coaxiale kabel) — definitie, werking en toepassingen

Alles over coaxkabels: werking, bouw en toepassingen (kabel-tv, netwerken, hoogfrequente transmissie). Soorten, normen en praktische tips overzichtelijk uitgelegd.

Schrijver: Leandro Alegsa

Een coaxiale kabel is een speciale elektrische kabel die wordt gebruikt om elektrische signalen over te brengen. De kabel is opgebouwd uit meerdere concentrische lagen met geleiders en isolatie waardoor hij relatief stijf is en sterke afscherming biedt. Tegenwoordig worden coaxiale kabels veel toegepast voor kabeltelevisie, maar ook in andere domeinen zoals radiofrequentie- en antenneverbindingen. Coaxkabels konden vroeger ook in computernetwerken voorkomen, maar in de 21e eeuw zijn twisted pair-kabels (bijvoorbeeld UTP) op veel plaatsen de voorkeur geworden vanwege eenvoudiger installatie en lagere kosten.

Structuur

Een typische coaxiale kabel bestaat uit de volgende lagen (van binnen naar buiten):

  • Binnengeleider – vaak een massieve koperdraad of koperbeklede staalkern die het signaal draagt.
  • Dielectricum (isolator) – een isolerende laag, meestal gemaakt van schuim-PE, solid-PE of PTFE, die de binnengeleider van de buitengeleider scheidt en de elektrische eigenschappen bepaalt.
  • Buitenste geleider (schild) – een gevlochten koper- of aluminiummat en/of folie die als afscherming tegen storingen fungeert.
  • Buitenmantel – een beschermende, meestal kunststof laag (PVC, PE of laag in speciale materialen) die mechanische bescherming en weerbestendigheid geeft.

Werking

Coaxkabels fungeren als hoogfrequente transmissielijn. Het doorgegeven elektromagnetische veld bevindt zich idealiter alleen in de ruimte tussen de binnenste en buitenste geleiders, waardoor het signaal beschermd is tegen inkomende interferentie. Dit maakt coaxkabels geschikt voor het vervoeren van hoogfrequente en breedbandige signalen met relatief weinig emissie naar buiten.

Belangrijke principes zijn:

  • Kenmerkende impedantie (Z0): een coax heeft een vaste karakteristieke impedantie (meestal 50 Ω of 75 Ω). Voor optimale signaaloverdracht moet de impedantie van de kabel, de zender en de belasting overeenkomen; onjuiste aanpassing veroorzaakt reflecties en signaalverlies.
  • Verzwakking (attenuatie): signaalsterkte neemt af met afstand en frequentie; hogere frequenties dempen doorgaans meer.
  • Snelheidsfactor (velocity factor): hoe snel het signaal door de kabel loopt, uitgedrukt als fractie van de lichtsnelheid, afhankelijk van het dielectricum.

Eigenschappen en parameters

  • Impedantie: 50 Ω (meet-/RF-toepassingen) en 75 Ω (televisie- en videosystemen).
  • Frequentiebereik: van DC (bij sommige typen) tot vele GHz, afhankelijk van constructie en kwaliteit.
  • Afschermingsefficiëntie: afhankelijk van vlechtingsdichtheid en combinatie met folie; dubbele of drievoudige schermen verminderen storingen nog verder.
  • Materialen: geleiders van koper, koperbekleed staal of verzilverd koper; dielectrica van PE, PTFE of schuim-PE.
  • Mechanische eigenschappen: buigradius, flexibiliteit, temperatuurbereik en UV-bestendigheid.

Soorten en normen

Er bestaan veel types coaxkabels, elk geschikt voor specifieke toepassingen. Enkele voorbeelden:

  • RG-6 / RG-59: veelgebruikt in huishoudelijke televisie-, kabel- en satellietinstallaties (meestal 75 Ω).
  • RF-coax (bijv. RG-58): vaak 50 Ω, gebruikt in meet- en communicatietoepassingen en amateurradio.
  • Triaxiale kabels: extra afgeschermd voor gevoelige meetapparatuur.
  • Semi-rigid en rigid coax: voor toepassingen waar stabiele elektrische eigenschappen en hoge frequenties vereist zijn.
  • Twin-ax / differential coax: twee binnengeleiders met gezamenlijke afscherming, gebruikt in databussen en professionele video-overdracht.

Coaxkabels voldoen aan verschillende internationale en nationale normen die zaken als impedantie, demping en prestaties specificeren (IEC-, DIN-, MIL- en andere normen).

Toepassingen

  • Kabeltelevisie en satellietschotels (video- en audiosignalen).
  • Antennes en radiofrequentieverbindingen (AM/FM, VHF/UHF, mobiel, amateurradio).
  • Meet- en testapparatuur (oscilloscopen, spectrum analysers).
  • Professionele audiovisuele systemen en CCTV.
  • Hoogfrequente dataverbindingen in specifieke industrieën.

Aansluitingen en connectoren

Veelgebruikte connectoren voor coaxkabels zijn onder meer:

  • F-connector: veel toegepast bij kabeltelevisie en satelliet (75 Ω).
  • BNC: draaibare snelsluiting, veel in meetapparatuur en video (50 Ω en 75 Ω varianten).
  • SMA, TNC, N-type: schroef- of schroef/koppeling connectors voor hogere frequenties en professionele RF-systemen.

Voordelen en nadelen

  • Voordelen: goede afscherming tegen elektromagnetische storingen, stabiele impedantie, breed frequentiebereik en relatief eenvoudige connectorisatie.
  • Nadelen: zwaarder en stijver dan twisted pair, hogere kosten bij lange runs of bij hoge-kwaliteit kabels, demping neemt toe met frequentie en afstand.

Installatie- en onderhoudstips

  • Zorg voor correcte impedantie-matching en goede, schone connectorverbindingen om reflecties en verlies te minimaliseren.
  • Houd rekening met de minimale buigradius; knikken beschadigen het dielectricum en verhogen verlies.
  • Gebruik geschikte typen kabel en connector voor de toepassing (bijv. weerbestendige of UV-bestendige mantel voor buitengebruik).
  • Controleer de afscherming en maak connectoren goed vast; losse of beschadigde afscherming geeft storingen.

Samenvatting

Coaxkabels zijn betrouwbare hoogfrequente transmissielijnen met een karakteristieke constructie waardoor signalen efficiënt en afgeschermd kunnen worden getransporteerd. Ze zijn onmisbaar in televisie-, radio- en veel RF-toepassingen, en blijven relevant dankzij hun specifieke elektrische eigenschappen.

Dergelijke kabels zijn gewoonlijk gemaakt van een geleidende draad. Dan is er wat isolatie, dan is er weer een laag geleidend materiaal. Tenslotte is er de (isolerende) mantel. Dergelijke kabels worden gebruikt als hoogfrequente transmissielijn om een hoogfrequent of breedbandig signaal te vervoeren. Omdat het elektromagnetische veld dat het signaal draagt (idealiter) alleen bestaat in de ruimte tussen de binnenste en buitenste geleiders, kan het niet interfereren met of last hebben van externe elektromagnetische velden.

Er zijn verschillende soorten coaxiale kabels, die aan verschillende normen voldoen.

Schematische tekening van een coaxiale kabelZoom
Schematische tekening van een coaxiale kabel

Tijdlijn

  • 1880 - Coaxiale kabel gepatenteerd in Engeland door Oliver Heaviside, patent nr. 1,407.
  • 1884 - Siemens & Halske patenteren coaxiale kabel in Duitsland (patent nr. 28.978, 27 maart 1884).
  • 1894 - Oliver Lodge demonstreert golfgeleider transmissie op het Royal Institution.
  • 1929 - Eerste moderne coaxiale kabel gepatenteerd door Lloyd Espenschied en Herman Affel van AT&T's Bell Telephone Laboratories.
  • 1936 - Eerste transmissie van TV-beelden via een gesloten circuit op coaxiale kabel, van de Olympische Zomerspelen van 1936 in Berlijn naar Leipzig.
  • 1936 - 's Werelds eerste onderzeese coaxiale kabel wordt geïnstalleerd tussen Apollo Bay, bij Melbourne, Australië, en Stanley, Tasmanië. De 300 km lange kabel kan één 8,5-kHz omroepkanaal en zeven telefoonkanalen dragen.
  • 1936 - AT&T installeert een experimentele coaxiale telefoon- en televisiekabel tussen New York en Philadelphia, met automatische boosterstations om de tien mijl. De kabel, die in december klaar is, kan 240 telefoongesprekken tegelijk overbrengen.
  • 1936 - Coaxiale kabel aangelegd door de General Post Office (nu BT) tussen Londen en Birmingham, waardoor 40 telefoonkanalen beschikbaar kwamen.
  • 1941 - Eerste commerciële gebruik in de VS door AT&T, tussen Minneapolis, Minnesota en Stevens Point, Wisconsin. L1-systeem met capaciteit van één TV-kanaal of 480 telefooncircuits.
  • 1956 - Eerste transatlantische coaxiale kabel gelegd, TAT-1.

Vragen en antwoorden

V: Wat is een coaxkabel?


A: Een coaxiale kabel is een speciale elektrische kabel die wordt gebruikt om signalen over te brengen.

V: Waarvoor dient de isolatie van een coaxkabel?


A: De isolatie van een coaxiale kabel wordt gebruikt om hem stijf te maken en om te voorkomen dat het elektromagnetische veld dat het signaal draagt, wordt verstoord of gestoord door externe elektromagnetische velden.

V: Wat zijn enkele veel voorkomende toepassingen van coaxiale kabels?


A: Coaxiale kabels worden vaak gebruikt voor kabeltelevisie en kunnen ook worden gebruikt voor computernetwerken, hoewel dit in de 21e eeuw zeldzaam is geworden.

V: Hoe worden coaxkabels gemaakt?


A: Coaxiale kabels bestaan meestal uit een geleidende draad met isolatie, een andere laag geleidend materiaal en een mantel.

V: Wat is de functie van de geleidende draad en het geleidende materiaal in een coaxiale kabel?


A: De geleidende draad en het geleidende materiaal worden gebruikt om een hoogfrequent of breedbandig signaal over te brengen.

V: Hoe bestaat het EM-veld dat het signaal draagt ten opzichte van de binnen- en buitengeleiders van een coaxiale kabel?


A: Het elektromagnetische veld dat het signaal draagt, bestaat idealiter alleen in de ruimte tussen de binnenste en de buitenste geleiders.

V: Zijn er verschillende soorten coaxiale kabels?


A: Ja, er zijn verschillende soorten coaxkabels die aan verschillende normen voldoen.


Zoek in de encyclopedie
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3