18MHz 케이지 다이폴

심심해서 하나 만들었습니다

DX 교신을 하고 싶어서 만든 것인데요..... 

케이지 다이폴(Cage dipole)

케이지 다이폴은 특별한 것은 아닙니다.
우리가 안테나에 대해 공부를 해보면 두 가지를 알게 되는데요: 

• 표피효과(Skin effect) : 고주파는 전선의 표면으로 흐르고 심부로 흐르지 않는다
• 안테나의 굵기 : 안테나의 굵기가 굵어지면 굵어질수록 SWR의 변화가 둔감해진다

이 두가지를 생각해보면, 안테나의 표면적을 최대한 넓혀 안테나 자체의 직경이 커진 것처럼 만든다면 특정 대역폭을 최대한 유용하게(낮은 SWR 값으로) 사용할 수 있다는 뜻이 됩니다. 그리고 이 목적으로 만들어진 것이 케이지 다이폴입니다. 

케이지 다이폴은 이렇게 생겼습니다. 

가운데 급전점이 있고, 좌 우로 안테나 케이블을 여러개 배치하는 것입니다.
이때 참고해야 할 것은 다음과 같습니다. 

• 밸런이 연결되는 급점전에서 모든 전선은 만난다
• 양측 끝으로 안테나(전선)가 퍼질때 안테나간의 간격은 대략 20~30Cm가 필요하다
  (스프레더 또는 스페이서가 필요함)
• 안테나 말단(양측 끝)에서는 모든 전선이 만난다
• 반파장 다이폴 형태로 만든 경우, 임피던스는 일반 다이폴과 동일하다 (1ƛ 높이에서 73.13Ω)

간단하지요? 이 안테나의 제작시 가장 큰 어려움은 구조적인 문제이지 전자기학적 문제는 아닙니다. 무슨 말이냐 하면 모든 안테나 전선을 어느정도 간격으로 잘 띄워 놓아야 하는데 그때 스프레더를 직접 만들어야 하니 성가시고, 안테나 자체의 크기가 커지기 때문에 안테나 자체의 하중과 풍하중의 영향을 많이 받습니다. 

실제 제작

우리 같은 아마추어 무선사는 앞의 그림처럼 4개 이상의 전선을 사용할 필요는 없다고 합니다. 전선을 여러개 사용하면 할수록 더 넓은 대역폭을 사용할 수 있게 되지만 구조적인 부담이 증가하니까요. 그래서 햄의 경우에는 2개의 전선만 사용해도 충분하다고 합니다.

 

저는 제작 과정을 편하게 하기 위해서 안테나 케이블을 "ㄷ" 형태로 만들어 안테나 끝부분에서 두 전선을 서로 잇는 일을 없앴습니다. 아무래도 기계적으로 연결하는 부분이 늘어나면 구조적으로 취약해 질 것 같아서요. 

제가 만든 것은 이렇게 생겼습니다. 더 넓은 대역폭을 위해서 다이폴 안테나용으로 제작된 Davis RF의 Flex-Weave^® 케이블을 사용했고요.
사진의 아래쪽에 보이는 방향이 안테나의 끝입니다. 반대쪽은 튜닝을 마친 후 구리 O-링을 이용해 납땜을 했습니다. 

필드에서 설치한 사진은 제가 찍지를 못했는데 안테나 분석기에 나오는 SWR은 다음과 같습니다. 

18.1180㎒를 기준으로 ±500㎑ 구간 전체의 SWR이 2가 되지 않습니다. 
원래 잘 튜닝된 다이폴은 대역폭이 넓은데 그걸 Flex-Weave^®로 다시 한번 대역폭의 SWR을 낮췄고, 그걸 다시 케이지 다이폴로 만들어 더 낮췄습니다. 

안타까운 것은 18㎒가 DX 교신에 유리하다고 하는데 아직 사용하질 못했습니다. 다른 이유는 아니고 개인적인 이유이지요. 다음에 꼭 한번 써보고 싶습니다.