Attenuation calculator for coax cables

Radio amateurs knows the problem: To choose a suitable cable or calculate the effective radiation power of our station, it’s very usefull to calculate the attenuation of the desired cable. And here is a small tool for this task.

RG174, RG58, H2000flex and for comparision a thick cell phone cable

The motivation to create this tool was that with many cables only attenuation values of some single frequencies are available. To calculate the attenuation on an arbitrary frequency we must interpolate. To be to exact as possible and to allow also an extrapolation (outside the given frequencies) the tool first calculates the cable equation (see below) from the given frequency-attenuation pairs.

And this is the main advantage of this tool: To calculate the cable equation for the attentuation as a function from the frequency.

Little theory to the cable attenuation

To understand the program and to be able to recognize any malfunction (hey, it’s always good to know what happens) I tell something about the theory behind.

The attenuation of the cable as a function of th efrequency can be expressed as shown in the following equation:

D is the attenuation per meter in dB and f of course the frequency . k1 is the attenuation at DC caused by the DC resistance. k2 is an expression for the dielectric loss. k3 determines the additional attenuation as consequence of the Skin-effect.

For every cable this three coefficients must be calculated. To do it, we enter the known attenuation-frequency pairs from the data sheet (or the dealers cataloque) into the cable dialog and press “Calculate”. The program uses the least mean square method to fit the equation into the given supporting points.

It’s important to check the calculated coefficients k1, k2, k3 and the calculated attenuation values at the known frequencies because some published attenuation values of cables are terrible inexact.

First tests has shown that sometimes negative coefficients are calculated. Of course this is physically nonsense. One case is that dielectric losses of good cables are so low that the measurement failures of the entered attenuation-frequency pairs lead to a slighly negative k2. That’s not dramatic and the coefficients can normally be used.

On an other case the calculated attenuation at 160m was -2dB. Of course a negative attenuation is nonsense: The reason was that there was no supporting value (attenuation- frequency pair entered in the cable dialog) inside the short wave frequency range. An extrapolation is always problematic and only possible if the known values are very exact.

To make long things short: Be always critical and look for better attenuation-frequency pairs if the calculated coefficients or calculated values are not realistic.

A good way to verify the results is to calculate the attenuation at the frequencies of the known frequency-attenuation pairs.

Installation of the program

I thought long time about making an installation program. At the end I decided that the program is small enough and the user technically educated that a simple ZIP file will be OK. The program does not change anything in the registry and I think it will only be used from time to time.

So, please unzip the attcalc.zip file into an empty directory and launch the coaxatt.exe file. Hint for Windows7 user: Do not use a directory under the \programs directory because it will be write protected after installation and new coax cables cannot be saved.

For deinstallation, simply delete the directory with the program.

Hints for the usage

The usage is mostly self explaining: Select coax cable, enter frequency and length and read the calculatd attenuation.

The combo box “band” is filled with typical ham radion bands and is intended to set the frequency box.

Is the desired cable missing it must be createdby clicking “New”. Look for the data sheet and enter the given frequency-attenuation pairs and a clear name. At least three frequancy-attenuation pairs are required but as more as better.

After pressing the “Calculate” button the coefficient are calculated and the residual error is shown. This residual error is the remaining error after fitting the coefficients for the given frequency-attenuation pairs.

Hints:

  • With new cables test the quality of the calculation by calculating the attenuation at the known frequencies.
  • Please check carefully what cable you have. There are often cables with similar names but different properties (for example RG-213U vs. RG-213UBX)
  • Some given attenuation-frequency pairs are terrible inexact. If the above tests criteria results in a too inexact result look for better values. Often it can be found in the internet.
  • If you create a new cable with the “New” button, please send me the created .cbl file (unter cables in the program directory). I can add this cable to the distribution.

Download

– Bitte die Nutzungsbedingungen zur Kenntnis nehmen –

Unzip the attcalc1.zip into an empty directory and launch coaxatt.exe.

attcalc1.zip

The program is compiled for Windows. I can create a Linux version on request. Please ask.
Have fun!

References

The implementation of the least mean square method is from Joachim Wuttke.

16 Responses to Attenuation calculator for coax cables

  1. Nadine says:

    Sehr geehrter Herr Schüler,

    erst mal ein großes Lob für Ihre Mühen um den Dämpfungsrechner.
    Vom ersten Moment an als ich ihn startete war ich sehr begeistert von diesem Tool.
    Da ich CB-Funk betreibe, ist dieser Rechner ein Muss.

    Jedoch ist mir aufgefallen, dass das 11m Band nicht in der Bandauswahl verfügbar ist,
    derzeit behelfe ich mir damit, dass ich bei Frequenz 27 Mhz eingebe und dann kommt das schon gut hin.
    Jedoch würde ich mir eine 11m Band auswahl wünschen, sofern dies für die Berechnung überhaupt sinnvoll ist.
    Vermutlich würde die 11m Band Auswahl auch nur auf die Frequenz 27 Mhz verweisen oder?

    Viele Grüße und vielen Dank
    Nadine

  2. Arno says:

    Gerade beim “Aufbau” des Hobby´s Amateurfunk und den einhergehenden Investitionen, ist das Programm eine absolute Hilfe.
    Herzlichen Dank für die Bereitstellung
    “Versuch macht kluch – aber auch arm…”

  3. Pingback: Die Dämpfung auf Koaxkabeln bei verschiedenen Frequenzen berechnen. | Shelvin – Elektronik ausprobiert und erläutert

  4. Gerhard, DD4DA says:

    Lbr OM Ralf,

    vielen dank für den Dämpfungsrechner. Leider habe ich immer wieder das Problem mit den nicht kongruenten Angaben in den Datenblättern der Kabelhersteller oder Vertreiben zu tun. Ein Vergleich, welches Kabel meine Bedürfnissen sowohl ökonomisch als auch technisch abdeckt, ist mit hilfe eines einfachen Vergleichs nicht möglich. Es ließ sich gar unterstellen, dass dies auch nicht gewollt sei. Nun, das Programm – gefüttert mit den technischen Daten der Herstellerdatenblätter; offenbart wie weit man sich verschätzen kann. Nicht jedes teueres Kabel muß zwangsläufig auch geeigneter sein. So habe ich einige teuere Kabeltypen mit Koax-Leitungen verglichen, um die Eignung von 1 Mhz bis 50Mhz bei moderater Länge von 50Meter zu ermitteln. Eine typische Fragestellung eines Kurzwellenfunkamateurs, die kaum ein Hersteller durch seine Datenblätter exakt beantwortet. Entweder ist die Frequenzsprungweite so groß, dass die Interpolation in das Amateurfunkband einem Schätzwert gleich kommt, oder die Dämpfungsangaben sind schlicht ungenau bis falsch. Diese Situation lässt sich mit Hilfe des Programms erheblich entschärfen.
    Das macht sich ganz besonders im Anschaffungspreis bemerkbar. So habe ich Cellflex Kabel mit AircomPlus und EcoFlex15 sowie H2010 verglichen. Diese liegen alle um 2.05dB auf 100m und bei 20°C, sind also gleich gut. Die Preise unterscheiden sich jedoch erheblich von einander und das betrifft nicht nur die Kabel, sondern auch die Stecker die dazu eingekauft werden müssen. Auch dass muss man aus ökonomischer Sicht berücksichtigen. Ich habe einige Kabeltypen aus den Datenblättern der Hersteller ergänzt und werde diese dir zur freien Verfügung zukommen lassen.
    Eine Idee hätte ich noch. Eine sortierte, tabellarische Ausgabe der Dämpfungen aller erfassten Kabeltypen bei eingestellter Frequenz/Band, Kabellänge und beaufschlagter Leistung. Das würde den Vergleich etwas vereinfachen. Meinen Dank für dieses schöne Programm.
    Kurze Anmerkung zum Messen mit Windows (Intel):
    Das Messen der Reaktionszeit mit Hilfe des Windows-PC lässt sich auch ohne diskrete externe Prozesssteuerung durchführen. Dazu muss man im einfachsten Fall nur den Treiber der parallelen Schnittstelle über einen eigenen Handler anfassen. Man könnte auch evtl. die serielle Schnittstelle missbrauchen. Einen hochauflösenden Timer stellt der Computer als HPET (high perfomance event timer) in Hardware gegossen zur Verfügung und damit lässt sich schon das Defizit der nicht wirklich brauchbaren Zeitreferenz-API von Windows elegant umschiffen.

    vy 73 de Gerhard, DD4DA

  5. Peter says:

    Hallo,

    super Programm!
    Hat mir schnell und einfach bei meinen Planungen geholfen.
    Gibt es das Programm eventuell bald auch als App für Android? Wäre genial. 🙂

    Vielen Dank und beste Grüße,
    Peter

  6. Peter says:

    Hallo Ralf,
    vielen Dank für die Bereitstellung desKabeldämpfungsprogramms!
    Klasse!
    Für das Kabel H2007 versuche ich mal die Dämpfungswerte einzusetzen. Falls es nicht klappt, komme ich auf dein Angebot gern zurück.
    Ja, als “Konsument” finde ich ein Feedback an den Autor als das mindeste, was rüber kommen sollte!
    Du stellst ein sehr nützliches Programm zur Verfügung, welches mir bei der Planung und Berechnung von Antennenanlagen im Amateurfunk sehr geholfen hat.

    DANKE!!!!

    vy 73
    Peter DL1BEB aus JO43JF

  7. alan says:

    Hi,
    could i have a copy of the linux version pleas
    2E0MLA

  8. Alexander K. says:

    Hi,

    zum Thema Kabeldämpfung, was ist denn da eine gute Literatur wo man diese Formel D(f) = k1 + k2*f … hergeleitet wird?
    Mich würde da vor allem auch interessieren wie sich die Phasen verhalten.

    Gruß Alex

  9. schirrmeister says:

    Guten Tag Ralf, einfach sehr gut Deine Seiten, auch wie Du die Themen rueber bringt´s, koennte neidisch sein… Die Kabeldaempfungsberechnung kam fuer mich genau richtig. Bin beim QTH-Wechsel, raus aus Berlin, rein in den niederen Flaeming nr Baruth/M., aber noch im OV D25 Berlin-Treptow – 73, Joerg, dj3owy

    • Ralf says:

      Danke für den netten Kommentar. Sowas baut auf.

      @alle: Wer ein neues Kabel einpflegt, kann mir wirklich die Daten schicken, damit ich es für alle ins Programm aufnehmen kann.

  10. Klaus, DK8TQ says:

    HalloRalf,

    tolles Programm!

    Wie kann ich andere Kabeltypen einbinden zur Berechnung?
    Ich würde gerne ein RG217 und ein 1/2″ Cellflex berechnen. Geht das isrgendwie?

    73 de Klaus, DK8TQ
    dk8tq@gmx.de

    • Ralf says:

      Natürlich geht das. Man braucht aber eine Art Datenblatt mit einigen Frequenz-Dämpfungs-Paaren.

      Einfach “Neu” drücken, die Felder in dem Fenster ausfüllen und “OK”.

      Vor dem “OK” kann man über den “Berechnen” Button noch mal sehen, ob die eingegebenen Stützstellen (Frequenz/Dämpfungs-Paare) einigermassen genau waren. Der berechnete “Restfehler” sollte deutlich kleiner 1 sein und wenn ein negativer Koeffizient auftritt, dann sollte er in Relation zu den anderen beiden Koeffizienten betragsmäßig sehr klein sein.

      Wenn man mir Datenblätter zu Koaxkabeln schickt, füge ich die Kabel aber auch gern selbst hinzu.

      Ralf

  11. Makito5Yt39 says:

    Very, very nice page! 🙂

  12. Werner Golembiewski says:

    Sehr geehrter Herr Schüler,

    meine Frage ist, ob der Kabeldämpfungsrechner noch von Ihnen zu bekommen ist ( neueste Version ) und ob es ein Freeware-Programm ist.
    Ich könnte dieses Programm für mich privat verwenden.

    Für Ihre Bemühungen im Voraus besten Dank
    Werner Golembiewski

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