Strukturübersicht von Marine-Koaxialkabeln

Kommunikationstechnologie ist heutzutage ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Schiffe. Ob Navigation, Kommunikation, Unterhaltung oder andere kritische Systeme – eine zuverlässige Signalübertragung ist die Grundlage für den sicheren und effizienten Schiffsbetrieb. Marine-Koaxialkabel spielen als wichtiges Übertragungsmedium aufgrund ihrer einzigartigen Struktur und hervorragenden Leistung eine entscheidende Rolle in Schiffskommunikationssystemen. Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in den Aufbau von Marine-Koaxialkabeln und soll Ihnen helfen, deren Konstruktionsprinzipien und Anwendungsvorteile besser zu verstehen.

Einführung in die Grundstruktur

Innenleiter

Der Innenleiter ist die Kernkomponente von Koaxialkabeln für die Schifffahrt und primär für die Signalübertragung verantwortlich. Seine Eigenschaften beeinflussen direkt die Effizienz und Qualität der Signalübertragung. In Schiffskommunikationssystemen übernimmt der Innenleiter die Aufgabe, Signale vom Sender zum Empfänger zu übertragen, weshalb seine Stabilität und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung sind.

Der Innenleiter besteht üblicherweise aus hochreinem Kupfer. Kupfer besitzt hervorragende Leitfähigkeit und gewährleistet so minimale Signalverluste bei der Übertragung. Darüber hinaus weist Kupfer gute mechanische Eigenschaften auf und ist daher widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen. In manchen Spezialanwendungen kann der Innenleiter aus versilbertem Kupfer bestehen, um die Leitfähigkeit weiter zu verbessern. Versilbertes Kupfer vereint die Leitfähigkeit von Kupfer mit dem geringen Widerstand von Silber und ermöglicht so eine herausragende Leistung bei der Übertragung von Hochfrequenzsignalen.

Die Herstellung des Innenleiters umfasst das Ziehen des Kupferdrahts und die Galvanisierung. Beim Kupferdrahtziehen ist eine präzise Kontrolle des Drahtdurchmessers erforderlich, um die Leitfähigkeit des Innenleiters zu gewährleisten. Die Galvanisierung verbessert die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Innenleiters. Für anspruchsvollere Anwendungen kann der Innenleiter mit Mehrschicht-Galvanisierungstechnologie ausgestattet werden, um die Leistung weiter zu steigern. Beispielsweise bietet eine Mehrschicht-Galvanisierung aus Kupfer, Nickel und Silber eine bessere Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Der Durchmesser und die Form des Innenleiters beeinflussen die Übertragungsleistung von Koaxialkabeln maßgeblich. Bei Seekabeln muss der Innenleiterdurchmesser in der Regel an die spezifischen Übertragungsanforderungen angepasst werden, um eine stabile Übertragung in maritimen Umgebungen zu gewährleisten. So erfordert beispielsweise die Übertragung hochfrequenter Signale einen dünneren Innenleiter zur Reduzierung der Signaldämpfung, während für die Übertragung niederfrequenter Signale ein dickerer Innenleiter zur Verbesserung der Signalstärke genutzt werden kann.

Isolierschicht

Die Isolierschicht befindet sich zwischen Innen- und Außenleiter. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Signalverluste und Kurzschlüsse zu verhindern und den Innenleiter vom Außenleiter zu isolieren. Das Material der Isolierschicht muss über ausgezeichnete elektrische und mechanische Isolationseigenschaften verfügen, um die Stabilität und Integrität der Signale während der Übertragung zu gewährleisten.

Die Isolierschicht von Koaxialkabeln für die Schifffahrt muss salzsprühbeständig sein, um den besonderen Anforderungen maritimer Umgebungen gerecht zu werden. Gängige Isoliermaterialien sind Polyethylenschaum (PE-Schaum), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Diese Materialien bieten nicht nur hervorragende Isolationseigenschaften, sondern sind auch beständig gegen bestimmte Temperaturschwankungen und chemische Korrosion.

Die Dicke, Gleichmäßigkeit und Konzentrizität der Isolierschicht beeinflussen die Übertragungsleistung des Kabels maßgeblich. Die Isolierschicht muss dick genug sein, um Signalverluste zu verhindern, aber nicht übermäßig dick, da dies das Kabelgewicht und die Kosten erhöhen würde. Zudem muss die Isolierschicht flexibel genug sein, um Kabelbiegungen und Vibrationen aufzunehmen.

Außenleiter (Abschirmschicht)

Der Außenleiter bzw. die Schirmung des Koaxialkabels dient primär dem Schutz vor externen elektromagnetischen Störungen und gewährleistet so die Signalstabilität während der Übertragung. Bei der Konstruktion des Außenleiters müssen die Eigenschaften der elektromagnetischen Störfestigkeit und Vibrationsdämpfung berücksichtigt werden, um die Signalstabilität während der Schiffsnavigation sicherzustellen.

Der Außenleiter besteht typischerweise aus einem Metallgeflecht, das sich durch hervorragende Flexibilität und Schirmdämpfung auszeichnet und elektromagnetische Störungen effektiv reduziert. Der Flechtprozess des Außenleiters erfordert eine präzise Kontrolle der Flechtdichte und des Flechtwinkels, um die Schirmdämpfung zu gewährleisten. Nach dem Flechtprozess wird der Außenleiter einer Wärmebehandlung unterzogen, um seine mechanischen und leitfähigen Eigenschaften zu verbessern.

Die Schirmdämpfung ist ein entscheidendes Kriterium zur Bewertung der Leistungsfähigkeit des Außenleiters. Eine höhere Schirmdämpfung bedeutet eine bessere Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen. Marine-Koaxialkabel benötigen eine hohe Schirmdämpfung, um eine stabile Signalübertragung in komplexen elektromagnetischen Umgebungen zu gewährleisten. Darüber hinaus muss der Außenleiter flexibel und vibrationsfest sein, um den mechanischen Belastungen auf Schiffen standzuhalten.

Zur Verbesserung der Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen werden in der Schifffahrt häufig doppelt oder dreifach geschirmte Konstruktionen eingesetzt. Eine doppelt geschirmte Konstruktion besteht aus einer Lage Metallgeflecht und einer Lage Aluminiumfolie, wodurch die Auswirkungen externer elektromagnetischer Störungen auf die Signalübertragung effektiv reduziert werden. Diese Konstruktion bewährt sich besonders in komplexen elektromagnetischen Umgebungen, wie beispielsweise Schiffsradarsystemen und Satellitenkommunikationssystemen.

Mantel

Der Kabelmantel bildet die Schutzhülle des Koaxialkabels und schützt es vor äußeren Umwelteinflüssen. Bei maritimen Koaxialkabeln müssen die Mantelmaterialien Eigenschaften wie Salzsprühbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Flammwidrigkeit aufweisen, um Zuverlässigkeit und Sicherheit in rauen Umgebungen zu gewährleisten.

Gängige Mantelmaterialien sind halogenfreies, raucharmes Polyolefin (LSZH), Polyurethan (PU), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylen (PE). Diese Materialien schützen das Kabel vor äußeren Umwelteinflüssen. LSZH-Materialien erzeugen beim Verbrennen keinen giftigen Rauch und erfüllen somit die in maritimen Umgebungen üblicherweise geforderten Sicherheits- und Umweltschutzstandards. Um die Sicherheit auf Schiffen zu erhöhen, werden für Koaxialkabel in der Schifffahrt typischerweise LSZH-Materialien verwendet. Dies reduziert nicht nur die Gefährdung der Besatzung im Brandfall, sondern minimiert auch die Umweltbelastung.

Spezielle Bauwerke

Panzerschicht

In Anwendungen, die zusätzlichen mechanischen Schutz erfordern, wird die Kabelstruktur mit einer Armierungsschicht versehen. Diese Armierungsschicht besteht üblicherweise aus Stahldraht oder Stahlband und verbessert die mechanischen Eigenschaften des Kabels deutlich, wodurch Beschädigungen in rauen Umgebungen verhindert werden. Beispielsweise widerstehen armierte Koaxialkabel in Schiffskisten oder an Deck mechanischen Stößen und Abrieb und gewährleisten so eine stabile Signalübertragung.

Wasserdichte Schicht

Aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit in maritimen Umgebungen verfügen Marine-Koaxialkabel häufig über eine wasserdichte Schicht, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern und eine stabile Signalübertragung zu gewährleisten. Diese Schicht umfasst typischerweise:wasserabweisendes Klebebandoder wasserabweisendes Garn, das bei Kontakt mit Feuchtigkeit aufquillt und so die Kabelstruktur wirksam abdichtet. Für zusätzlichen Schutz kann ein PE- oder XLPE-Mantel aufgebracht werden, der sowohl die Wasserdichtigkeit als auch die mechanische Belastbarkeit verbessert.

Zusammenfassung

Die Konstruktion und die Materialauswahl von Marine-Koaxialkabeln sind entscheidend für deren Fähigkeit, Signale in rauen Meeresumgebungen stabil und zuverlässig zu übertragen. Jede Komponente trägt zu einem effizienten und stabilen Signalübertragungssystem bei. Durch verschiedene Optimierungen der Konstruktion erfüllen Marine-Koaxialkabel die hohen Anforderungen an die Signalübertragung.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Schiffskommunikationstechnologie werden Koaxialkabel für die Schifffahrt auch weiterhin eine entscheidende Rolle in Schiffsradarsystemen, Satellitenkommunikationssystemen, Navigationssystemen und Unterhaltungssystemen spielen und somit einen wichtigen Beitrag zum sicheren und effizienten Betrieb von Schiffen leisten.

Über EINE WELT

EINE WELTWir liefern hochwertige Kabelrohstoffe für die Herstellung verschiedener Seekabel. Unser Angebot umfasst Schlüsselmaterialien wie LSZH-Compounds, PE-Schaumisolationsmaterialien, versilberte Kupferdrähte, kunststoffbeschichtete Aluminiumbänder und Metallgeflechte. Damit unterstützen wir unsere Kunden bei der Erfüllung ihrer Leistungsanforderungen, beispielsweise Korrosionsbeständigkeit, Flammschutz und Langlebigkeit. Unsere Produkte entsprechen den Umweltstandards REACH und RoHS und bieten somit zuverlässige Materialgarantien für Schiffskommunikationssysteme.