안테나의 리턴 경로를 추가했습니다

래디얼(radial)이라고 해야 할까요?

집의 베란다에 HF40CL 안테나를 설치해 둔 것이 있었습니다. 
이 안테나는 차량용 단축 안테나로 7.0㎒ 대응 제품입니다. 집에서도 간간히 HF를 하고 싶어서 설치를 했는데요, 생각보다 별로 좋지 않았습니다. 
안테나를 설치하고 딱 한번 교신에 성공했습니다. 이후에는 교신을 못했는데요, 아무리 제가 CQ를 보내도 아무도 응답을 하지 않더라고요. 아무래도 베란다의 상황이 안테나의 방사저항을 충분히 올려주지 못해 방사효율이 많이 떨어져 그런 것 아닌가 하는 생각이 들었습니다. 

기존 설치 형태

이 문제를 해결하기 위해 여러가지 생각을 했는데, 아파트 벽면을 따라 1층 화단에 접지까지 설치했지만 나아지질 않더군요. 결국 그대로 방치해 두고 수신용으로만 사용하다가 이번에 각오를 하고 개선을 하기로 했습니다. 

기존 안테나 설치의 문제점

• 이 안테나는 방사패턴이 omnidirectional인데, 방사 전파의 일부가 베란다의 난간에 부딪혀 왜곡이 되거나 감쇄될 수 있음
• 이 안테나는 자동차 차체라는 거대한 금속면을 래디얼로 사용하도록 만들어졌는데, 베란다에 설치하면 접지는 있지만 충분한 리턴 경로가 확보되지 않음 

이 두가지 문제를 해결하기 위해 다음과 같이 하기로 했습니다. 

• 어차피 안테나의 끝 방향으로 아파트가 있어 전파가 반사되며 편파가 왜곡될 것이므로 그냥 수평으로 설치해 베란다의 스테인리스 난간과의 충분한 거리를 확보한다 
• 알루미늄망을 창문과 난간 사이에 넓게 설치해서 기존보다 넓은 리턴 경로를 확보한다

실제 제작과정

어느 정도의 래디얼 면적을 확보하기 위해 90 x 230Cm 정도의 알루미늄 철망을 사용했습니다. 

스테인리스를 사용하지 않고 알루미늄을 사용한 이유는 첫째로 알루미늄이 스테인리스보다 전기전도도가 높다는 것이었고 두번째는 조작이 쉽다는 것이었습니다. 

래디얼의 면적이 충분하지 않을 가능성도 있어 일단 90 x 500Cm를 주문했습니다.
제가 처한 상황에서는 무조건 래디얼 면적을 넓히는 것이 가장 좋기는 하지만 그래도 설치하는 것은 어려운 일이라 일단 절반을 잘라 사용하기로 했습니다. 

끝 부분을 10Cm 정도 접은 후... 

접점이 될 부분을 사포로 문질러 산화 알루미늄을 제거한 후, 다시 산화피막이 형성되는 것을 막기 위해 Penetrox A를 도포했습니다. 

접점이 될 부분은 집에 있는 황동 너트와 볼트로 만들었습니다. 

접지선과 알루미늄망 사이의 저항을 측정해 보니 0.2Ω이 나오네요. 잘 연결된 것 같습니다. 

혼자 낑낑거리며 유리창과 베란다 난간 사이에 알루미늄 망을 끼워 넣은 후 케이블 타이로 고정했습니다. 
보통은 케이블 타이만으로도 충분하긴 하지만 자외선과 외부환경에 계속 노출되면 케이블 타이도 부식되기 때문에 나중에 스테인리스 타이로 교체할 예정입니다. 안전이 중요하니까요. 

안테나 하단과 연결하기 위해 접지선에 구멍을 뚫어 좌우로 넓혔습니다. 

하는 김에 VHF 안테나까지 모조리 연결했습니다. 

전체 사진은 다음과 같습니다. 

설치 완료. 사진이라 그렇지만 VHF 안테나는 대지에서 70도 방향으로 서 있는 것이고, HF 안테나는 수평으로 설치했습니다. 

공진 주파수 변동

다 설치하고 나서 안테나 분석기로 측정을 해보니 공진 주파수가 달라져 있었습니다. 
원래는 7.080㎒을 기준으로 26㎑ 대역폭을 가졌는데, 이번에 측정을 해보니 100㎑ 정도 이동해 있었습니다. 

7.18㎒이 되어 있네요. 
공진 주파수가 높아지면 문제가 안테나의 길이를 늘려야 하는데 수직 안테나는 끝을 잘라서 튜닝을 하는 것이라 안테나 길이가 모자랄까봐 식은땀이 흘렀습니다. 하지만....

요 무두렌치 볼트를 풀어서 길이를 늘리면 되지요~ 

천만다행으로 어찌저찌 되었습니다. 

7.10㎒으로 공진점을 낮췄습니다. 

대역폭은 60㎑이 되었네요. 처음에는 7.13 - 7.07 = 0.06이라고 생각해 "6㎑가 되었네!?" 라고 생각했는데 다시 보니까 아니네요. ㅋㅋ 

아무튼 대역폭이 증가했네요. ㅎㅎ 

후기

일단 두 무선국과 교신을 했습니다. 하지만 두 곳 전부 제 위치에서 너무 가까운 곳이라 최대 통신거리를 측정하지는 못했습니다. 거기다 해가 떠 버려 7㎒는 교신이 어렵기 때문에 더 이상 무선국을 호출하지 않고 교신을 중단했습니다. 저녁에 해가 지면 다시 교신을 해보려고 합니다. 

최대 도달거리와 수신 신호 감도를 확인해야 하니까요. 마음 같아서는 전계강도 측정기로 정확한 확인을 하고 싶지만 그건 혼자서 할 수 없는 일이니 아쉽습니다. 

오늘 테스트를 해 보고 아쉬운 점이 있다면 추가 래디얼을 설치하려고 합니다. 아직 알루미늄망이 많이 남아 있으니까요. 베란다 반대측에 설치한 후 도선을 연결하면 되니까요. 오히려.... 안테나가 더 길어져야 할까봐 걱정이네요.