Bandleitung

Bandleitung mit den zwei Leitern und schwarzen Kunststoffummantelung

Eine Bandleitung, auch Zweidraht- oder Zwillingsleitung genannt, sind zweipolige elektrische Kabel welche im Bereich der Hochfrequenztechnik zur symmetrischen Übertragung von hochfrequenten Signalen verwendet werden. Übliche Anwendung dieser Kabeln ist die elektrische Anbindung von symmetrischen Antennen im Frequenzbereich von einigen kHz bis zu einigen 100 MHz.

Die beiden elektrischen Leiter befinden sich bei dieser Leitung in einem charakteristischen Abstand zueinander, welcher unter anderem den Wellenwiderstand des Kabels bestimmt, und werden durch Abstandshalter bzw. eine Kunststoffummantelung entlang des Kabels auf diesen charakteristischen Abstand gehalten. auf Die Bandleitung stellt eine von mehreren Bauformen der sogenannten Lecher-Leitung dar.

Im Gegensatz zu der im Bereich der Datenübertragung verwedenten symmetrischen Kabeln sind die Abstände zwischen den Leitern in engeren Toleranzen ausgeführt, es liegt keine Verdrillung vor, und zur Erzielung eines hohen Wellenwiderstandes sind die Leiter in einem größeren räumlichen Abstand angeordnet.

Allgemeines

Balun zur Impedanzanpassung einer Bandleitung an den koaxialen Antenneneingang bei heutigen Fernsehgeräten

Bandleitung mit Abstandshaltern zur Speisung einer Antenne

Bandleitungen wurden Mitte des 20. Jahrhunderts bei Röhrenempfängern und den ersten Fernseheempfängern zur Verbindung des Empfangsgeräte mit der Antenne verwendet, da damit die symmetrische Empfangsantenne ohne Impedanzanpassung verbunden werden kann und die Dämpfung des Empfangsignals geringer als bei den heute üblichen Koaxialkabeln ist. Der Nachteil der Bandleitung ist, da die HF-Energie im umgeschützten Bereich zwischen den beiden Leitern übertragen wird, eine höhere Störempfindlichkeit und nur eine kleine Schirmdämpfung – mehrere räumlich knapp parallel geführte Bandleitungen weisen starke und meist unerwünschte Kopplungen auf. Bei der Kabelführung einer Bandleitung ist beispielsweise darauf zu achten, das keine metallischen Gegenstände sich neben der Bandleitung befinden.

Zur Umsetzung der Antennensignale an die später an Empfangsgeräten üblich gewordenen Koaxialkabeln und deren koaxiale Steckverbindern erfolgt mittels sogenannter Baluns.

Weitere Anwendungen liegen im Bereich von Amateurfunkstationen zum Anschluss von symmetrischen Antennen. Dabei kann die Bandleitung auch nur aus zwei Leitern, welche in regelmässigen Abständen durch Abstandshalter fixiert sind, ausgeführt sein. Das primäre Dielektrikum stellt dann die Luft zwischen Leitern dar.

Bandleitungen können unter anderem an folgende Antennen direkt angeschlossen werden:

• Dipolantennen, insbesondere λ/2-Dipole mit symmetrischer Anspeisung wie dem Faltdipol
• Yagi-Uda-Antenne
• Schmetterlingsantenne

Parameter

Dimensionierung einer Bandleitung

Der Leitungswellenwiderstand Z einer Bandleitung, wie in nebenstehender Skizze, beträgt:

$Z = \frac{120\,\Omega}{\sqrt{\varepsilon_\mathrm{r}}}\cdot\operatorname{arcosh}\left(\frac{a}{d}\right)$

mit der relative Permittivität ε_r, welche eine Stoffkonstante des verwendeten Isolationsmaterials zwischen den Leitern darstellt.

Übliche Leitungswellenwiderstände von Bandleitungen betragen 600 Ω, 450 Ω, 300 Ω, und 75 Ω. Insbesondere die Bandleitung mit 300 Ω war im Bereich von frühen Radio- und den ersten Fernsehempfängern ein üblicher Leitungswellenwiderstand, welcher bei neueren Empfangsgeräten mit koaxialen Antennenanschluss durch einen Balun mit Impedanzanpassung von Faktor 4 leicht auf die bei Koaxialkabeln üblichen 75 Ω umgesetzt werden kann. Bei größeren Leistungen bei Senderanlagen wird der Leitungswellenwiderstand im Bereich bei 185 Ω gewählt, da dort die Verluste möglichst klein sind.

Bei gegebenen Isolationsmaterial ergeben sich bei der Bandleitung folgende optimale Leitungswellenwiderstände:

• Kleinste Dämpfung bei a/d ≈ 2,276 mit Z = 175,6 Ω
• Größte Spannungsfestigkeit bei a/d ≈ 2,932 mit Z = 208,6 Ω
• Größte Leistungsübertragung bei a/d ≈ 2,146 mit Z = 167,7 Ω

Literatur

• Otto Zinke, Heinrich Brunswig: Hochfrequenztechnik 1. 5. Auflage. Springer, 1995, ISBN 978-3-540-58070-6.

Weblinks

•  Commons: Twin-lead cables – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien