mini|Multimedia- oder Satellitensteckdose, oben links und rechts: Belling-Lee-Buchsen für Radio und Fernsehen, unten in der Mitte: F-Buchse für Daten oder Satellit.Vordergrund: weiblicher Belling-Lee-Steckverbinder (Kupplung) Koaxiale Steckverbinder dienen der lösbaren Verbindung von Koaxialkabeln.
Sie sind wie diese koaxial ausgeführt, um so die Vorteile der Koaxialkabel zu erhalten: geringe elektromagnetische Beeinflussung und Abstrahlung sowie gute elektrische Abschirmung.
Kenngrößen
mini|Querschnitt einer Koaxialleitung (relevante Geometrie) d … Außendurchmesser des Innenleiters (schwarz) = Innendurchmesser des Dielektrikums (weiß)D … Außendurchmesser des Dielektrikums (der außen anliegende Außenleiter ist nicht dargestellt)
Die Wellenlänge eines Signals im Kabel ist umso kleiner, je höher die Frequenz des Signals ist. Wenn die Wellenlänge in der Größenordnung der Kabellänge oder kleiner ist, können Reflexionen die Übertragung stören. Reflexionen treten immer dort auf, wo sich der Wellenwiderstand der Übertragungsstrecke ändert oder wo die Impedanz eines angeschlossenen Geräts vom Wellenwiderstand abweicht. Für eine gute Übertragung von hohen Frequenzen sollte daher die Impedanz über die gesamte Strecke den gleichen Wert haben. Steckverbinder sollten daher die gleiche Impedanz wie das jeweilige Kabel aufweisen. Die Impedanz ist daher eine wichtige Kenngröße eines Steckverbinders für Hochfrequenzanwendungen.
Die Impedanz eines zylindrisch aufgebauten Steckverbinders ergibt sich ebenso wie die Impedanz eines Koaxialkabels aus dem Verhältnis der Durchmesser von Innenleiter zum Durchmesser des Dielektrikums :
wobei der Wellenwiderstand des Vakuums und die relative Permittivität des Dielektrikums ist. Die Funktion „ln“ bildet den natürlichen Logarithmus. Aus diesem Zusammenhang lässt sich ableiten, dass der Innenstift von 75-Ohm-Steckern bei gleichem Isolierstoff dünner sein muss als bei 50-Ohm-Steckern gleicher Baugröße.
Weitere Kenngrößen sind die maximal übertragbare Frequenz, die bei einer bestimmten Frequenz maximal übertragbare Hochfrequenzleistung und die Einfügedämpfung sowie der Reflexionsfaktor.
Bauformen und Verwendung BNC-Steckverbinder
mini|BNC-T-Stück mini|Unterschiede zwischen BNC-Steckverbindern in 50 Ω und 75 Ω Die wohl verbreitetste Koaxialstecker-Bauform ist der BNC-Steckverbinder (Bayonet Neill Concelman), benannt nach den Entwicklern Paul Neill (Bell Labs) und Carl Concelman (Amphenol). Sie wurden Ende der 1940er Jahre als verkleinerte Version der C-Steckverbinder entworfen, basierend auf einem Patent von Octavio Salati.
Die Deutung der Abkürzung ist umstritten, häufig werden auch Bayonet Navy Connector, British Naval Connector, Bayonet Nut Connector, Bayonet Naur Connector oder Bayonet Norm Connector genannt.
BNC-Steckverbinder sind koaxiale Steckverbinder mit einem Bajonettverschluss für Hochfrequenzen bis etwa 1 GHz, teilweise bis 4 GHz, mit einer definierten Wellenimpedanz von entweder 50 oder 75 Ω. Die 50- und die 75-Ohm-Typen sind untereinander steckbar. Sie werden hauptsächlich in der Funk- und Videotechnik eingesetzt. Heimvideorekorder aus japanischer und US-amerikanischer Produktion waren ab Ende der 1970er Jahre üblicherweise mit BNC-Steckverbindern ausgestattet. Nachdem sich in Europa in den 1980er Jahren die SCART-Steckverbindung durchgesetzt hatte, wurden an Heimvideorekordern nur noch SCART- und Cinch-Verbindungen eingebaut und der Einsatz von BNC-Steckern an diesen Geräten ging stark zurück.
Der Einsatz von BNC in 10BASE2-Rechnernetzwerken mit RG-58-Kabel (50 Ω) ist stark zurückgegangen, seitdem dort Twisted-Pair-Technik die Koaxialkabel verdrängt hat. Als Sonderform wurden auch BNC-Steckverbinder mit einer Wellenimpedanz von 93 Ω für bestimmte Netzwerkanwendungen mit RG-62-Kabeln produziert. Die BNC-Technik hat sich auch zur Übertragung von schwachen Gleichströmen, niederfrequenten Wechselströmen und Impulsen im Laborbetrieb durchgesetzt, weil der Außenleiter elektrische Störungen abschirmt. Der koaxiale Aufbau bietet so Schutz gegen externe elektrische Felder. Aus diesem Grund sind auch die Anschlüsse an Messgeräten wie Oszilloskop, Frequenzzähler und Funktionsgenerator in der Regel in BNC-Technik ausgeführt. Speziell für Messplätze wurden in der DDR BNC-Steckerversionen entwickelt, die statt des Bajonetts einen Kragen aus federnden Kontaktzungen hatten, der aber auf normale BNC-Buchsen aufgeschoben werden konnte. Das erlaubte sehr zügige Messarbeiten, da die Stecker schnell umgesteckt werden konnten. Ein ähnliches Konzept verfolgt die Liechtensteiner Firma Neutrik mit ihren Push-Pull-BNC-Steckverbindern, die zusätzlich ein Lösen der Verbindung durch Ziehen am Kabel verhindern. Um sie zu lösen, muss der Stecker zwingend an seinem Kunststoffgehäuse von der BNC-Buchse gezogen werden.
Da die Bajonettverbindung nicht zur Wellenimpedanz des Systems beitragen sollte, weil die Kontaktgabe des Außenkontaktes an einer Hülse geschieht, die unter dem Bajonett liegt, wurden in der DDR ebenfalls BNC-Steckervarianten mit einer Bajonettverriegelung aus Kunststoff hergestellt. Das erlaubte eine teures Metall sparende Konstruktion und die Möglichkeit, die Stecker durch farbige Kunststoffe zu kennzeichnen.
Unter dem Namen Circuit box, BNC-Box oder Shielded Box werden schraubbare Kleingehäuse mit BNC-Anschlüssen vertrieben. Im Gegensatz zu einem Weißblechgehäuse, das verlötet werden muss, lässt sich dieses bei gleichen hochfrequenztechnischen Eigenschaften mühelos öffnen und schließen.
TNC-Steckverbinder mini|TNC-T-Stück und -Kupplung (weiblich) TNC-Steckverbinder () sind koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenz bis etwa 11 GHz mit einer definierten Wellenimpedanz von üblicherweise 50 Ω, daneben gibt es noch TNC-Varianten mit 75 Ω. TNC-Steckverbinder gleichen im Wesentlichen BNC-Steckverbindern, werden jedoch durch ein Gewinde (englisch: thread) statt durch ein Bajonett miteinander verbunden. TNC-Stecker sind wie der N-Stecker bis ca. 18 GHz ausgelegt. Die Entwickler Paul Neill und Carl Concelman schufen diese Norm in den späten 1950er Jahren als Alternative zu BNC-Steckverbindern, deren elektrische Eigenschaften in Umgebungen mit starker Vibration, beispielsweise Fahrzeugen, durch den verhältnismäßig losen Bajonettverschluss zu wünschen übrig ließen.
Der RP-TNC () ist eine Sonderform des TNC-Steckverbinders. Äußerlich sind beide Steckverbinder gleich, nur die Innenteile sind vertauscht – RP-TNC-Stecker haben einen buchsenförmigen (weiblichen), die Buchsen einen steckerförmigen (männlichen) Zentralkontakt.
Belling-Lee-Steckverbinder mini|Antennenanschlusskabel für Radio oder Fernsehen als Belling-Lee bzw. IEC-60169-2 Belling-Lee-Steckverbinder (IEC 61169-2:2007, daher im Handel meistens als IEC-Stecker bzw. IEC-Buchse bezeichnet) wurden um 1922 vom englischen Radiohersteller Belling-Lee Ltd. entwickelt und waren ursprünglich nur für Mittelwelle gedacht. Obwohl sie im Gegensatz zu moderneren Koaxsteckern nicht an die 75-Ohm-Impedanz des Antennenkabels angepasst sind, sind Belling-Lee-Verbinder noch an jedem Fernsehgerät und vielen Radios in Europa zum Anschluss von VHF- (UKW-) und UHF-Antennen sowie Kabelnetzen und den in Häusern installierten Antennensteckdosen zu finden.
Üblicherweise werden für die Buchsen in Fernsehgeräten Kabel mit einem Stecker benötigt, während für Radiogeräte ein Kabel mit einer Kupplung benötigt wird. Da auch die Wandsteckdosen entsprechend ausgeführt sind, hat ein Anschlusskabel normalerweise an einem Ende einen Stecker und am anderen eine Kupplung und passt daher (ggf. nachdem es gedreht wurde) sowohl für Radio- wie für Fernsehbetrieb sowie als Verlängerungskabel.
4/13-Steckverbinder Dieser Stecker ist wie der der UHF-Steckverbinder eine Ableitung des Bananensteckers. Von diesem Stecker gibt es zwei Varianten, mit kurzem Schirm nach DIN 47283 und mit langem Schirm nach DIN 47284. Wegen des nicht eindeutig definierten Wellenwiderstands sind diese Stecker in der HF-Technik ungebräuchlich geworden. Mit DIN 47294 vergleichbare Stecker werden als DIN 19262 für PH-Elektroden verwendet.
Dezifix-Steckverbinder Die Besonderheit der Dezifix-Steckverbinder ist, dass es sich um hermaphroditische Steckverbinder handelt. Dadurch können Geräte direkt ohne Verbindungskabel dazwischen miteinander verbunden werden. Ebenso können Leitungen ohne zusätzlichen Adapter zwischen den Steckern mit weiteren Leitungen verlängert werden. Dezifix-Steckverbinder sind für 50 Ohm und 60 Ohm Wellenwiderstand verfügbar.
Im Standard sind 6 Größen definiert, die mit Buchstaben A–F gekennzeichnet werden. Die Größen A (Innendurchmesser Außenleiter 7 mm, <18 GHz, 0,3 kW CW bei 800 MHz) und B (Innendurchmesser Außenleiter 21 mm, <6 GHz, 1,4 kW CW bei 800 MHz) sind vorwiegend für die Messtechnik vorgesehen. Typ C (Innendurchmesser Außenleiter 38 mm, <3,3 GHz, 4 kW CW bei 800 MHz) bis F (Innendurchmesser Außenleiter 160 mm, <0,8 GHz bis 34 kW CW bei 800 MHz) für den Betrieb an Sendeeinrichtungen. Die Größen E und F werden mit Schraubflanschen verbunden und sind wasserdicht, die übrigen Größen mit einer Überwurfmutter. Mit dem Typ I gibt es außerdem eine Variante der Größe E für Innenräume, die mit einer Überwurfmutter verbunden wird. Die Größen B bis E sind in DIN 47285 bis 47288 festgelegt.
C-Steckverbinder C-Steckverbinder besitzen einen zwei-nockigen Bajonettverschluss und sind für Frequenzen bis 11 GHz geeignet. Sie sind für bis zu 400 Watt übertragbare Leistung geeignet (bei 1 GHz). (PDF) auf rosenberger.de
F-Steckverbinder mini|F-Steckverbinder F-Steckverbinder (IEC 60169-24) sind koaxiale Steckverbinder mit Schraubverriegelung für Hochfrequenz bis etwa 5 GHz mit einer definierten Wellenimpedanz von 75 Ω. Sie sind die in Nordamerika üblichen Fernsehantennenstecker und die weltweit am meisten verwendeten Steckverbinder im Bereich des Satellitenfernsehens, aber auch im Bereich vom Kabelfernsehen. Die F-Stecker sind für den Kabeldurchmesser äußerlich durch Ringe in der Riffelung codiert.
3 Ringe: 4,0 mm 2 Ringe: 5,0 mm – 5,2 mm 1 Ring: 5,8 mm – 6,1 mm Kein Ring: 7,0 mm – 8,2 mm
mini|Montage eines F-Steckers
Der abgebildete Stecker ist zur Selbstmontage gedacht. Durch ein Innengewinde in der Hülse lässt er sich auf den Kabelmantel aufschrauben. Entgegen vielen falschen Anleitungen wird das Geflecht bei einem Aufschraubstecker nicht umgeschlagen, denn andernfalls könnte dabei das Schirmgeflecht beim Aufschrauben des Steckers auf den Kabelmantel abgeschert werden und so eine Leckstelle in der Abschirmung entstehen. Korrekt wird das Geflecht im Uhrzeigersinn auf das Dielektrikum gedreht (am einfachsten, bevor der Innenleiter abisoliert wird). Der Stecker schraubt sich dann mit seinem Gewinde auf den Kabelmantel und stellt so eine mechanisch stabile und weitgehend wasserdichte Verbindung her. Der Schirm drückt sich zwischen Kabelmantel und Innenfläche des Steckers und sorgt für eine zuverlässige Kontaktierung. Es ist notwendig, den zum Kabelmantel passenden Stecker zu wählen, deshalb kann ein Stecker auch nur mit bestimmten Kabeltypen verwendet werden. Der massive Innenleiter des Kabels ist gleichzeitig zentraler Steckkontakt.
Diese Stecker gibt es auch in einer wetterfesten Ausführung. In diesen ist ein O-Ring als Dichtung eingelegt, der den Innenleiter des Kabels vor Feuchtigkeit schützt. Dabei ist zu beachten, dass der Ring beim Aufschrauben in einer Vertiefung im Stecker „verschwindet“, denn der Masseübergang zwischen Stecker und Buchse findet nicht über die Überwurfmutter, sondern durch Aufeinanderdrücken der Stirnflächen von Stecker und Buchse statt. Verhindert dagegen ein eingelegter O-Ring diesen direkten Kontakt, verringert sich das Schirmungsmaß deutlich und es können EMV-Probleme (Störungen z. B. durch DECT-Telefone) auftreten. Wenn Stecker und Buchse von guter Qualität sind und plane Massekontaktflächen haben, ist ein O-Ring für Wasserdichtigkeit nicht erforderlich.