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Stecker für Koaxialkabel

Hier zeigen wir Ihnen, welche Steckertypen es gibt, welche Montagemöglichkeiten bestehen und wir sprechen über verschiedene Anwendungsfälle. Das Ziel ist es, Ihnen die Auswahl des richtigen Koaxsteckers zu erleichtern.

Stecker für koaxiale Leitungen dienen dazu, die Verbindung zwischen Kabel und einem Gerät oder einer Antenne herzustellen. Und ebenso wie es sehr viele verschiedene Koaxkabel gibt, gibt es entsprechend viele Typen von Steckern. Zum einen unterscheiden sie sich über den Durchmesser – der muss zum Kabel genau passen – zum anderen über den Anwendungsfall. Meistens ist aber der Steckertyp genau vorgegeben, nämlich durch den Anschluss am Funkgerät oder an der Antenne.

Technische Eigenschaften eines Koaxialsteckers

Die wesentlichen technischen Eigenschaften eines Koaxialsteckers sind schnell genannt:

  • Die Impedanz
  • Die maximal zulässige Frequenz
  • Die Art der Stecker-Montage
Die Impedanz eines Steckers

Die Impedanz ist der Wechselstromwiderstand eines elektrischen Bauelements. Also der Wert, der sich aus dem Verhältnis zwischen einer Wechselspannung (der HF) und dem dann fließenden Strom ergibt.

Dabei muss man auch das Phasenverhältnis zwischen Spannung und Strom betrachten. Koaxkabel und –stecker, die die gleiche Impedanz aufweisen wie das angeschlossene Funkgerät und die Antenne sind Grundlage für eine optimale Signalübertragung.

Wie bei Kabeln finden im Amateurfunk fast ausschließlich Stecker mit 50 Ohm Impedanz Anwendung. Das ist durch die Geräte- und Antennentechnik vorgegeben.

Erklärung Impedanz

Unter Impedanz versteht man das Verhältnis zwischen einer elektrischen Spannung am Verbraucher und dem vorab aufgenommenem Strom. Koaxabel, deren Koaxstecker gleiche Impedanzen aufweisen wie das angeschlossene Funkgerät und die angepasste Antenne, sind Grundlage für eine optimale Signalübertragung. Die Impedanz spielt somit eine wichtige Rolle bei der Steckerwahl.

Die maximale Frequenz

Stecker sind meistens nur bis zu einer bestimmten, höchsten Frequenz einsetzbar. Bei einfachen Steckern sind das wenige hundert MHz. Sehr präzise gefertigte Stecker mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung (Silber, Gold oder andere Legierungen) eignen sich bis in den GHz Bereich.

Und was ist mit der Dämpfung? Die war doch bei den Kabeln so wichtig, warum wird die nicht für den Stecker auch angegeben?

Meistens gibt es bei Steckern wenig Auswahl. Der Typ ist durch die Gegenseite vorgegeben, der Durchmesser durch das Kabel. In den wenigsten Fällen stehen unter diesen Bedingungen noch verschiedene Stecker mit unterschiedlicher Dämpfung zur Auswahl. Man rechnet daher pauschal für jeden Stecker mit einer zusätzlichen Dämpfung von ca. 0.2 bis 1 dB, je nach Typ und Frequenz.

Die Stecker-Montage

Der Koaxstecker muss natürlich sauber und präzise an das Kabel montiert werden. Wird das nicht ordentlich gemacht ergibt sich eine Stoßstelle (ein sprunghafter Übergang von einer Impedanz zu einer anderen), die zu Reflektionen und schlechter Anpassung führt. Das Resultat sind Signalverluste und evtl. Störungen durch Übergangswiderstände, ja sogar starke Erwärmung. Bei falsch montierten Steckern kann außerdem Feuchtigkeit eindringen, die schleichend zu einer erheblichen Verschlechterung des Signals führen kann.

Bei der Montage muss man unterscheiden, von welchem Leiter wir sprechen, Innen- oder Außenleiter.

Die Stecker-Montage

Den Innenleiter von Koaxsteckern anschließen

Für den Innenleiter werden im Wesentlichen drei Montagetechniken unterschieden.

  • Löten
  • Crimpen
  • Lötfreie Verbindungen

Bei einigen Steckertypen (z.B. PL) ist der Innenleiter fest im Stecker verbaut, hier wird in der Regel gelötet. Aber auch bei Steckern mit lose beiliegendem Innenkontakt gibt es diese zum Löten. Das ist leicht machbar, wenn man die Stecker bequem am Arbeitsplatz montieren kann. An einem Fahrzeug oder oben auf dem Antennenmast wird das schon schwieriger, vor allem wenn das Kabel zunächst ohne Stecker verlegt werden muss.

Aus diesem Grund (Montage fern vom Stromanschluss) hat sich vor allem im professionellen Bereich die Crimptechnik durchgesetzt. Hier wird der Innenkontakt auf den Innenleiter aufgesteckt und mit einer speziellen Crimpzange mit genau definiertem Druck aufgepresst. Dadurch ergibt sich eine Kaltverschweißung mit sehr guter Kontaktgabe. Nach etwas Übung ist Crimpen meistens schneller und zuverlässiger als Löten. Wichtig ist, dass man den genau zum Durchmesser des Innenleiters passenden Kontakt verwendet, und auch die genau passende Crimpzange mit dem zum Durchmesser passenden Werkzeug.

Noch einfacher ist die Verwendung von lötfreien Kontakten für den Innenleiter. Bei dieser Montagetechnik ist der Kontakt innen mit einem metallischen Gefieder ausgestattet, das genau federnd auf den Innenleiter passt. Bei großen Steckern (N, 7/16“ usw.) ist diese Montage mittlerweile der Standard. Die Kontaktgabe ist sehr gut, wichtig ist hier aber die sehr präzise Bearbeitung des Kabels. Hier müssen die Längen und Abstände sehr genau passen, damit der Innenkontakt gut im Isolator des Körpers sitzt. Der Vorteil der lötfreien Montage ist natürlich die Einfachheit, zum anderen aber auch die bessere Beweglichkeit, zum Beispiel bei drehbaren Antennen, oder bei Ausdehnung durch Temperaturänderungen.

Die Montage des Außenleiters bei Koaxsteckern

Der Außenleiter eines Koaxsteckers wird entweder gecrimpt oder geklemmt, in wenigen Fällen auch verschraubt und verlötet. Die Crimptechnik findet man häufiger im professionellen Bereich bei verhältnismäßig dünnen Kabeln bis ca. 7 mm, vereinzelt auch bis 10 mm Durchmesser. Hier hat der Körper des Steckers zur Kabelseite ein zylindrisches Rohr, dessen Oberfläche oft aufgeraut ist. Zur Montage wird das korrekt abisolierte Kabel mit dem Dielektrikum in dieses kleine Rohr eingeführt, das Geflecht wird außen über das Rohr gelegt. Jetzt wird eine metallische Hülse über das Abschirmgeflecht des Kabels gelegt, und anschließend mit einer Crimpzange verpresst. Genau wie beim Innenleiter gibt dies einen guten Kontakt und auch eine gute Zugentlastung – sofern der Durchmesser und Typ des Werkzeugs (abgestuft, gerade) exakt passt. Abschließend wird die Hülse oft mit einem Knickschutz oder Schrumpfschlauch geschützt.

Die meisten im Amateurfunk gebräuchlichen Stecker werden geklemmt. In diesem Fall wird eine Hülse unter den freigelegten Außenleiter geschoben. Diese Hülse wird mit einem Gummiring und einer Mutter auf dem Kabel in den Körper des Steckers gedrückt und befestigt. Der Gummiring sorgt gleichzeitig für eine Abdichtung gegen Feuchtigkeit.

Bei sehr einfachen Steckern (z.B. PL) wird das Geflecht über den Außenmantel zurückgeschlagen, und der Körper des Steckers drauf geschraubt. Dazu ist der Steckerkörper innen mit einem groben Gewinde ausgestattet. Diese Art der Montage mag für Kurzwelle und sehr einfache Verhältnisse genügen, aber sie ist weder wasserdicht noch sehr langlebig.

Bei speziellen Kabeln mit starrem Außenleiter (Cellflex, Semi Rigid) wird der Stecker insgesamt auf das Kabel geschraubt oder gelötet. Auf diese, im Amateurfunk eher selten benötigten, Montagetechniken wird an dieser Stelle nicht weiter eingegangen.

Wetterschutz

Egal wie ein Stecker am Koaxialkabel montiert wird – wenn er im Außenbereich eingesetzt werden soll, muss er zusätzlich gegen Wasser geschützt werden. Das gilt auch für die an sich schon wasserdichten Typen (z.B. N-Stecker), sicher ist sicher.

Diesen Wetter- und Wasserschutz kann man mit gutem, selbstvulkanisierendem Gummiband herstellen. Dieses Material ist temperaturbeständig und kann wie Knetmasse um das Steckerende herum gelegt werden. Falls eine Heißluftpistole zur Verfügung steht, kann man auch Schrumpfschlauch verwenden. Am besten solchen, der innen mit Klebstoff ausgerüstet ist.

Verschiedene koaxiale Stecker-Typen kurz vorgestellt

Es gibt eine enorm große Anzahl von Steckertypen für Koaxkabel. Da den Überblick zu behalten ist manchmal schwierig. Diese kurze Tabelle hilft hoffentlich dabei.

Der BNC Stecker

Der BNC-Stecker wurde schon 1951 patentiert. BNC steht für Bayonet Neill-Concelman nach seinen beiden Erfindern Paul Neill und Carl Concelman und der Bajonett- statt Schraubfixierung. Er hat einen definierten Wellenwiderstand und sauberen Kontakt, auch auf der Masse-/Abschirmungsseite. Für dünne Kabel ist das System gut geeignet und erlaubt den schnellen Wechsel ohne langes Schrauben, dicke Kabel überlasten es dagegen mechanisch. Früher hatten viele Amateurfunkgeräte (Handfunkgeräte) eine BNC-Buchse, heute wird diese Buchse im Amateurfunk normal eher für ZF-Ausgänge oder ähnliches verwendet. BNC-Stecker sind auch nicht wasserdicht, sie sind nicht für den Außeneinsatz gedacht.

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PL-259/SO-239

Dies ist das älteste Hochfrequenz-Verbindungssystem: Die Bananenstecker, die man heute noch an Universalmessgeräten und Labor- und Funknetzteilen findet, waren früher auch an Radios zum Antennenanschluss in Gebrauch. Um 1930 wurden sie für professionelle Anwendungen zusätzlich mit einer stabilen Abschirmung mit Schraubverbinder versehen. So waren die Stecker deutlich geeigneter und zuverlässiger für Funkübertragungen. Das System ist robust und aufgrund seiner Größe einfach anzuschließen. Der Stecker wird auch aufgrund einer Listung im Armeebedarf mit PL-259 bezeichnet, die Buchse SO-239 (PL von engl. Plug, SO von engl. Socket). Das Stecksystem ist auch unter der Bezeichnung „UHF“ bekannt, doch für heutigen UHF-Funkbetrieb nicht geeignet. Um 1930 galt alles oberhalb von 30 MHz bereits als „UHF“, heute sind die als UHF bezeichneten Frequenzen dagegen mindestens 10mal so hoch. Das Problem des PL-Steckers ist eine fehlende Standardisierung der mechanischen und elektrischen Kennwerte – der Wellenwiderstand ist nicht wie bei moderneren Systemen auf 50 oder 75 Ohm definiert und konstant. Damit ist er für HF bis 30 MHz durchaus geeignet, für VHF nur noch bedingt und für UHF nicht mehr verwendbar.

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Der N-Stecker

Wer die Stabilität des PL/SO-Systems und das Fixieren durch Verschrauben mit einem auch für höhere Frequenzen geeigneten System haben möchte, sollte zum N-Stecker greifen. Elektrisch ist er mit BNC vergleichbar, hat einen definierten Wellenwiderstand und sauberen Kontakt auch auf Seiten der Masse/Abschirmung, aber die Buchsen entlasten wie bei PL/SO die Verbindung mechanisch, weshalb das System auch für dickere Kabel geeignet ist. N-Stecker gehören deshalb zu den am häufigsten in der Funktechnik verwendeten Steckern, sie stehen für praktisch alle Kabel zur Verfügung. Der Vorteil ist die Robustheit und einfache Montage ohne Spezialwerkzeug, abgesehen von der Crimpzange bei Crimpsteckern. N-Stecker sind bei korrekter Montage auch weitgehend wasserdicht.

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SMA

Der SMA-Stecker (Sub-Miniature version A) wurde in den 1960er-Jahren als besonders kleine Version eines verschraubten Koaxialkabelanschlusses für Mikrowellenfrequenzen entwickelt. Er ist heute teilweise für Frequenzen bis über 25 GHz geeignet, im Allgemeinen bis 14 GHz. Naturgemäß ist SMA nicht für besonders dicke Kabel geeignet, doch hat das System den BNC-Stecker bei allen Anwendungen für hohe und höchste Frequenzen abgelöst und wird auch für interne Verbindungen in Funkgeräten genutzt. Auch Antennen für Handfunkgeräte benutzen heute meist SMA-Stecker, mitunter aus mechanischen Gründen auch vertauscht (Buchse an Antenne, Stecker am Gerät). Zwar ist die SMA-Verbindung zuverlässig, doch nicht wetterfest und die Stecker können auch nur mit speziellem Werkzeug (Drehmoment-Zange) etwa 500mal getrennt und neu verbunden werden; ihre Eigenschaften verschlechtern sich bei zu häufiger Benutzung.

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FME

Der FME-Stecker (For Mobile Equipment) wurde angesichts der im Auto besonders beengten Verhältnisse mit dem Aufkommen der Mobiltelefone speziell für diese Anwendung (Anschluss von Mobiltelefonen im Kfz) entwickelt. Er hat einen besonders geringen Außendurchmesser, damit man auch durch kleine Öffnungen hindurchkommt und kann bis 2 GHz genutzt werden. Dadurch ergeben sich schlanke Stecker, die bei RG-58 kaum dicker sind als das Kabel. Mit den entsprechenden Adaptern kann man dann schnell entsprechende Kabel mit verschiedenen Steckern zusammenstellen.
Bei WiMo wird FME bei vielen Kfz-Antennenweichen und bei einigen Antennen für den GSM Bereich verwendet. Ungewöhnlich ist hier die Einteilung in Stecker und Buchse: Als FME-Buchse bezeichnet man das Teil am Kabel, das ein Außengewinde hat; der Innenleiter ist hier als Kelch ausgelegt. Ein FME-Stecker ist dagegen das Gegenstück am Gerät oder an der Antenne, das ein Innengewinde hat und den Innenleiter als Stift.

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Diverse andere Koaxstecker

Natürlich gibt es noch sehr viel mehr Steckertypen, jeder Anwendungsbereich scheint seine eigenen Stecker zu erfinden. Der besonders einfache und preiswerte F-Stecker findet bei 75 Ohm Sat-Anlagen Anwendung. Wifi-Karten sind meist mit extrem kleinen Steckern ausgestattet, hier seien MMCX, MC-Card, SSMB als Beispiele genannt. Im Gegensatz dazu stehen die recht großen DIN-7/16-Steckverbinder Typen (oder kurz auch als 7/16 bezeichnet). Diese werden meist für sehr große Leistungen bei sehr hohen Frequenzen verbaut.

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Anwendungsgebiete für koaxiale Steckverbinder

Die Stecker für Koaxkabel lassen sich nach relativ wenigen Anwendungsfällen einteilen.

Messtechnik

Da ist zum einen die Messtechnik. Hier möchte man einen Stecker haben, der sich schnell und oft lösen und wieder verbinden lässt. Ideal ist da der BNC-Stecker mit Bajonett-Verschluss. Es gibt diesen Stecker bis in den unteren GHz-Bereich und für fast jeden Kabeltyp (Durchmesser). Für sehr hohe Frequenzen werden in der Messtechnik meist „N-Stecker“ verwendet, in der kommerziellen Funktechnik gelegentlich auch C-Stecker.

Für den Funkamateur stellt sich dann die Frage ob das Kabel mit dem Stecker außen oder innen verwendet werden soll. Außen muss ein Kabel natürlich wetterfest sein, das Eindringen von Wasser am Stecker muss verhindert werden. Bestimmte Steckertypen sind bei korrekter Montage weitgehend wasserdicht. Das ist zum Beispiel der N-Stecker, oder auch die PL-Stecker die kabelseitig genauso aufgebaut sind wie N Stecker. Andere Steckertypen sind aufgrund der Bauform nicht wasserdicht und sollten im Außenbereich vermieden werden, z.B. BNC oder SMA Stecker.

Geräteinterne Verkabelung

Ein anderes Anwendungsgebiet ist die geräteinterne Verkabelung beim Selbstbau. Da es hier meist um geringe Leistung bei wenig Platzangebot geht, kommen oft Miniatur-Stecker zum Einsatz. Das ist zum Beispiel SMA oder SMB, aber auch MCX oder ähnliche sehr kleine Steckertypen. Diese Stecker stehen in der Regel nur für sehr dünne Kabel zur Verfügung. Dafür sind sie oft bis weit in den SHF- Bereich verwendbar.

Bei allen Steckern sollte man darauf achten, für wie viele Steckzyklen diese ausgelegt sind. Bei manchen Steckern sind dies oft nur 30 bis 50 Steckzyklen, also viel zu wenig um im täglichen Gebrauch ständig benutzt zu werden.

Fazit

Wir haben im Text gezeigt, worauf es bei Koaxial-Steckern ankommt – Qualität, technische Parameter und eine sorgfältige Auswahl - je nach Anwendungsfall. Berücksichtigt man diese einfachen Prinzipien, so hat man mit den koaxialen Steckverbindungen an der eigenen Station lange Zeit „Ruhe“ und kann sorgenlos funken - auf höchsten Frequenzen und auch mit hoher Leistung!

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FAQ

Wie montiere ich einen Koaxstecker richtig?
Am besten verwendet man Stecker bei denen der Lieferant eine genaue Montageanleitung mitliefert, mit Bildern. Wenigstens sollten die genauen Längen bekannt sein, die das Ende des Koaxkabels haben sollte. Mit etwas Erfahrung kann man später darauf verzichten, aber gerade zu Beginn des Funkerdaseins sind solche Anleitungen sehr hilfreich.
Welche Koaxstecker sind wasserdicht?
Eigentlich keiner. Auch die im Text genannten N-Stecker sind nicht völlig wasserdicht. Jeder Koaxstecker, der Außen zum Einsatz kommt, muss mit Schrumpfschlauch oder Vulkanisierband zusätzlich geschützt werden.
Passt ein Stecker für RG-58 auch auf H-155?
Nein, oder nur mit Gewalt. Die beiden Kabel haben zwar nur 0.5mm Unterschied im Durchmesser, aber gerade bei Crimpsteckern ist dieser Unterschied ausschlaggebend. Man sollte also immer einen genau zum Kabel passenden Stecker verwenden.
Bis zu welcher Frequenz sind Koaxstecker einsetzbar?
Das kommt drauf an. PL sollte nicht für Frequenzen größer 50 MHz verwendet werden, es ist daher unverständlich, warum manche Gerätehersteller diesen Typ selbst für VHF verwenden. N, BNC, SMA, TNC usw. sind alle für sehr hohe Frequenzen einsetzbar, vor allem, wenn die Oberfläche veredelt ist (vergoldet, versilbert o.ä.) Dadurch sinkt allerdings oft die Anzahl der zugelassenen Steckzyklen, weil sich die dünne Edelmetallschicht abreibt. Eine sehr beständige und hochwertige Oberflächenveredelung ist die mit einer Legierung aus Weißbronze (Cu + Sn + Zb), Handelsname TresAlloy oder Smart3-Alloy.
Welche Stecker soll ich für Koaxialkabel verwenden?
Bei den Profis findet man – zumindest im Außenbereich – meistens N, C oder sog. 7/16“ Stecker, gelegentlich auch den PL-Stecker. Für Verkabelung Innen wird meistens PL, BNC oder SMA verwendet. Messtechnik verwendet meistens nur BNC oder SMA, industrielle Systeme verwenden auch TNC. Im Wifi-Bereich werden häufig Stecker mit umgekehrter Polarität verwendet, sog. Reverse Polarity, RP- Stecker.