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안테나의 리턴 경로를 추가했습니다

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래디얼(radial)이라고 해야 할까요? 집의 베란다에 HF40CL 안테나 를 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 주문했...

18MHz 케이지 다이폴

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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 ...

TMB가 도착했습니다!

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대충 "타이어 마스트 베이스"라고 해야 할까요?  이런 방식입니다.  우선 적당한 평지에 마스트 베이스를 놓습니다. 그리고 자동차를 움직여 큰 철판을 꾸욱 밟으면, 그 무게로 마스트 베이스가 단단하게 고정되는 것이지요. 단순 무식하지만 이것보다 야외에서 확실하게 안테나 마스트를 고정할 수 있는 방법도 없을 것 같습니다. 아무리 가벼운 차라고 해도 1톤 정도 되니까요.  가격이... 많이 비싼 것이 흠이었습니다. 한국에서 누가 야매로 만들어서 팔았다면 얼마나 좋았을까. 아마 일본에서도 이 제품을 원하는 사람은 그리 많지 않을테니, 결국 이 제품 가격의 80% 가까이는 재고 유지비용이 아닐까 싶습니다.  후쿠오카에서 배를 타고 왔습니다. 무게가 6.7kg이나 하는데 비행기를 탔으면 어떤 일이 벌어졌을지 정말 상상하기도 싫습니다.  뭔가 무식해 보여... 일제, 특히 다이아몬드사의 특징상 깔끔한 마감을 기대했는데 전혀 그렇지 않았습니다.  두꺼운 철판을 다소 거칠게 용접한 느낌이라고 할까요? 심지어 마스트를 단단하게 잡아 주는 부위의 너트는 볼트와 이가 맞지 않았습니다.  아무튼 조립하면 이런 형태가 됩니다.  위의 두 개의 나비 볼트는 설치한 마스트를 붙잡아주는 역할입니다.  그리고 아래 세 개의 볼트는 바닥판에 고정된 철판을 세 군데에서 조여, 마스트 베이스를 붙잡아 주는 역할입니다. 특이한 것은, 가장 아랫쪽의 볼트는 마스트 베이스를 관통해서 고정하도록 되어 있다는 것입니다. 그러니 마스트는 살짝 공중에 뜬 느낌? 입니다.  뭐랄까.. 지옥의 원가절감 냄새가 나서 좀 그렇긴 하지만, 아무튼 단단합니다.  에잉...  가장 밑의 볼트는 마스트 베이스를 관통해 고정하는 것 말고도 한가지 기능이 더 있었습니다.  사진을 보시면 위쪽에 나비 볼트가 두 개 있었지요? 이 나비 볼트의 끝이 삽입된 마스트에 직접 닿으면 마스트에 손상이 올 수 있으니 보호 목적...

실내 다이폴 안테나 설치

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The Antenna Book 에는 실내 안테나에 대한 챕터가 있습니다 미국도 한국과 같이 점점 집합건물에서 생활하는 사람들이 늘어나다 보니, 안테나를 설치하는 것에 대한 부담이 늘어나고 있다고 합니다. 특히 대도시에 사는 사람들이나 주택에 살지만 주위 사람들이 안테나에 민감하게 반응하는 경우에는 많은 어려움을 겪게 되고요.  실내 천장 모서리를 따라 다이폴 안테나를 설치한 예시 그래서 안테나 북에서는 요런 식으로 안테나를 천장의 모서리를 따라 설치하는 방법에 대한 설명이 있습니다. 특히 HF 대역의 경우에는 건물 정도는 가볍게 투과를 하기 때문에 더욱 유리하다고 하고요. 그래서 혹시나 하는 마음에 저도 테스트를 해보기로 했습니다.  테스트 시작 어떤 주파수를 사용하는 것이 가장 유리할까 고민하다가, 다음 두 가지를 고려해서 결정하기로 했습니다. 안테나 선을 설치하기에 합리적인 주파수여야 한다. (짧아야 한다) 가능한한 VHF보다는 HF 대역에 가까워야 한다. (VHF는 건물 투과능력이 떨어진다) 결국 실내에 설치하기 때문에 안테나 선의 길이는 가능한한 짧게 나오면서도 VHF 대역에서 멀리 떨어진 주파수를 골라야 했습니다. 그래서 선택한 것이 24㎒ 였고요.  밸런에서 나온 전선을 요런 식으로 천장의 모서리를 따라 고정했습니다. 한쪽 길이가 3미터 정도 되어야 하는데 막상 공진 길이를 확인하니 더 짧게 나오더군요.  SWR도 그럭저럭 나오고, 임피던스도 이상하게 나오진 않아서 만족하고 테스트를 진행했습니다.  네, 노이즈도 별로 없습니다. 의외로 깔끔하게 나오는데... 문제는 아무도 사용하지 않는지 밴드가 하루종일 죽은 듯이 조용했습니다. ㅠㅠ  그러면 사람들이 많이 사용하는 주파수로! 7㎒를 테스트해 보기로 했습니다. 신호를 받고 보내고 하는 것이 무전기이니 사람이 있어야 테스트가 가능하니까요.  각각 10미터에 달하는 전선을 집 천장의 모서리를 따라 요리조리 꺾어 고정한 후 테스트를 진행했습니다....

Davis RF의 Flex-Weave 케이블

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고민하다 주문했습니다 Davis RF 라는 회사에서 파는 안테나용 전선입니다. 이 회사 케이블의 특징은 리츠 와이어(Litz Wire)와 같이 아주 가는 구리선을 꼬아서 만든다는 것입니다. 당연하지만 전선의 표피효과(skin effect)를 극대화하기 위함이 첫번째이고, 조작성이 높아진다는 장점이 있습니다.  제가 주문한 것은 AWG #12 굵기로 AWG #36 와이어를 259개 꼬아서 만든 것입니다. 이 회사에서는 이런 스타일의 전선을 "플렉스 위브(FLEX-WEAVE TM )"라는 상표로 생산하고 있습니다. 미국의 아마추어 무선 사이트를 방문해 보면 이 전선이 다이폴 안테나와 같은 와이어 안테나를 이용할 때 가장 좋은 선택이라는 글이 많이 있습니다. 개인적인 생각이지만 사용자들이 느끼는 가장 큰 장점은 전선의 조작성이 높다는 것 같습니다.  Davis RF 는 총 두가지 굵기의 플렉스 위브 케이블을 생산하고 있습니다.  AWG #12 Bare FLEX-WEAVE : 코팅이 없는 노출 구리선 FLEX-WEAVE PE : 폴리에틸렌 절연을 한 검은색 케이블  FLEX-WEAVE PVC : PVC 코팅을 한 제품으로 검정, 녹색, 투명 케이블 AWG #14 Bare FLEX-WEAVE : 코팅이 없는 노출 구리선 Bare FLEX-WEAVE tinned Copper : 주석 도금을 한 노출 구리선 FLEX-WEAVE PE : 폴리에틸렌 절연을 한 검은색 케이블  FLEX-WEAVE PVC : PVC 코팅을 한 제품으로 검정, 녹색, 투명 케이블 제조사 권고사항 170피트(160미터 다이폴의 한쪽 다리)를 초과하는 스팬에는 #12 사용을 권장합니다. 그러나 #14는 275피트까지의 연속 스팬에 사용된 사례가 있습니다.  산성비, 염분 공기 또는 기타 부식성 환경이 있는 지역에 위치한 경우 플렉스위브의 피복 처리된 버전을 사용하는 것이 가장 좋습니다. PVC 또는 PE 모두 안테나의 수명을 연장시켜 줍니다(최대 3...

편조 와이어 안테나(Braided Wire Antenna)

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말 그대로 편조선을 이용한 안테나입니다 제 개인적인 호기심입니다.  "만약 동축 케이블의 바깥 편조부분을 안테나 와이어로 이용한다면 얼마나 안테나를 줄일 수 있을까? " 안테나 북에서는 케이블의 두께가 충분히 굵어지면  안테나의 길이가 단축되고 공진 주파수에서 대역폭이 넓어진다 고 되어 있습니다.  레딧의 사람들 이야기로는 약 3% 정도 안테나 길이를 단축할 수 있다고 하던데, 실제로 어떤지 궁금하기도 하고 또 대역폭이 넓어지는 것은 좋은 일이니 직접 해보기로 했습니다.  이것이 무엇이냐!?  이건 접지를 할 때 사용하는 주석을 코팅한 구리선입니다. 너비는 약 2㎝입니다. 레딧의 친구분들 이야기로는 이 케이블은 사실 동축 케이블의 편조선처럼 속이 빈 튜브 형태라고 합니다. 가격이 좀 나가서 살까 말까 고민을 했는데, 어차피 저는 접지용 케이블이 따로 없어서 주문하기로 했습니다.  조금 실수를 한 것이 있다면, 전체 길이가 20미터인데, 21미터를 사야 하는 것을 20미터만 샀습니다. 그래서 딱 한번 정도 시도를 해 볼 수 있을 것 같습니다. 진짜 아슬아슬하거든요. 만약 책에 적혀있는대로 이 케이블이 "충분히 굵다면", 안테나의 길이를 줄일 수 있기 때문에 원하는 공진 주파수에 맞출 수 있을 것 같습니다. 하지만 그렇지 않다면.... 돈을 날리는 것이지요.  아무튼 조만간 반으로 뚝! 잘라서 준비를 한 후 실험해 볼 생각입니다. 현재 계획은 이렇습니다.  편조선을 정확히 절반으로 자른다 밸런과 연결되는 부위는 구리 터미널을 납땜으로 연결한다 편조선의 말단 부분에는 18mm 아크릴 튜브를 넣을 수 있으면 하나씩 넣어준다 (상대적 무게로 인해 편조선이 쫙 펴질 수 있도록) 말단 부분은 고무줄 등으로 묶거나 직접 묶어서 마감한다 (이후 어떻게 할 지 정해야 합니다)  딱 한 번 실험해 보고, 잘 되면 사용하는 것이고, 실패하면 그냥 나중에 저만의 무전실을 만들 때 접지선으로 사용할 예정입니...

트랩 다이폴 2차 실패

이번에는 제 잘못입니다. (언제는!?) 오늘은 영하 5도나 되어서 8시 좀 넘어 나갔습니다. 추운 날씨에 천천히 움직이며 안테나 설치를 시작했는데요...  14㎒ 대역을 조정한 후, 10.1㎒를 맞추기 위해 전선과 트랩을 설치한 후 사고를 쳤습니다.  10.1㎒ 전선을 잘라야 하는데 14㎒ 전선을 잘랐답니다.  다 망쳐습니다. 혼자서 온갖 짜증을 내며 차 안에 남아있는 전선을 꺼내 다시 이어봤는데요, 적당한 길이의 전선을 찾을 수 없어 결국 포기하고 돌아왔습니다. 날씨가 추워서 그랬는지, 아니면 다른 이유였는지는 몰라도 아무 생각없이 14㎒ 대역의 전선을 잘랐습니다. 지금 생각해보니 어떤 이유든 간에 집중력이 떨어졌던 것 같습니다.  교훈 이번에 하면서 느낀 것인데, 이번 작업까지 저는 14㎒ 대역의 전선과 트랩을 설치한 후 14㎒의 튜닝을 하고, 이후 10.1㎒의 전선과 트랩을 설치한 후 10.1㎒의 대역을 조정했습니다. 그런데 이렇게 하면 문제가 생기는 것 같습니다.  어떤 원리인지는 잘 모르겠지만, 트랩이 높은 주파수 대역의 조정을 할 때는 코일로 작동했다가 - 안테나가 긴 것처럼 보이게 만듬 - 다음 대역을 조정하려고 하면 코일이 없는 것처럼 작동했습니다 (갑자기 짧아짐).  다시말해 트랩의 코일이 알게 모르게 대역폭 전체에 영향을 주는 것 같습니다.  그래서 다음부터는 14㎒ - 트랩 - 10.1㎒ - 트랩 - 7㎒까지 전부 다 설치한 후에, 14㎒ 대역을 튜닝하고, 이후 나머지 부분을 조정해야겠다는 생각을 했습니다. 그리고 여벌 전선도 넉넉하게 준비하고요.  생각보다 트랩을 이용한 안테나의 튜닝은 매우 어렵다는 생각이 들었습니다. 뭔가 대역이 고정되지 않고 전체가 서로 영향을 끼치는 것 같습니다. 만약 다음번에도 실패하면 트랩을 이용한 멀티밴드는 포기하려고 합니다.  솔직히 지쳤거든요. 

쵸크 박스(Choke box) 만들기2

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오늘 쉬는 날이라 드릴 작업을 했습니다 케이스는 이것을 선택했습니다. 일반적으로 밸런을 넣거나 기타 부품을 집어 넣을 때에는 가능하면 알루미늄 다이캐스트 박스를 쓰는 것이 좋지만, 쵸크박스의 경우에는 일부러 이 플라스틱 박스를 선택했습니다.  아시겠지만 동축 케이블에 연결되는 리셉터클에서 편조선과 연결되는 부위는 리셉터클의 금속 외피입니다. 그리고 우리가 해결하고 싶은 것은 공통 모드 전류(Common Mode Current)이기 때문에 알루미늄 다이캐스트 박스를 사용하면 전류가 쵸크를 통하지 않고 흐를 수 있는 길을 만들어주는 것이 되기 때문입니다. 병렬 저항의 공식을 이용하면 한쪽에 아무리 5,000Ω의 저항을 걸어줘도, 다른 쪽이 50Ω이라 총 저항은 49.505Ω이 됩니다. 망하는 것이지요. 이런 상황을 차단하기 위해 고의적으로 절연 케이스(플라스틱 인클로저)를 선택한 것입니다.  제작 제작은 대단히 쉬웠습니다. 어차피 플라스틱 박스이니 드릴로 구멍을 내는 것이 상당히 수월하더군요. 다만 드릴 비트를 고속으로 회전시키면 플라스틱이 깎여 나가는 것이 아니라 녹아버리기 때문에 비트를 천천히 회전시켜야 합니다. 그리고 구멍을 낸 후 커터로 거스러미를 정리하고 사포로 살짝 갈아주면 됩니다. 금새 구멍을 냈습니다. N 타입 리셉터클의 설계도를 보고 적당한 구멍을 낸 후 나사 구멍만 만들어 주면 끝입니다.  완벽합니다.  아니, 네... 사실 한쪽은 실수했습니다. ㅠㅠ  왼쪽 위와 오른쪽 아래의 너트를 보시면 뭔가 이상하지요?  제가 구멍을 잘못 내서 단차가 생겨 그렇습니다. 마음 같아서는 새 케이스를 사서 만들고 싶지만 전 돈이 많지 않으니 그냥 잘 밀봉해서 쓰려고 합니다. 그리고 평와서를 이용해 볼트도 잘 고정해 주고요. 어쩔 수 없지요.  어차피 이건 가조립이기 때문에, 나중에 추가 페라이트 토로이드가 오면 제대로 조립을 할 생각입니다. 볼트도 좀 긴 것을 써야 할 것 같고, 평와셔도 추가해야 할 ...

LC 트랩(LC Trap)을 만들자 - 4

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어제 납땜을 했습니다 직장에서 피곤해서 나중에 할까 했지만 그래도 노력했습니다.  이건 아직 완성 전의 모습입니다. 아크릴 관의 양 측에 전산나사도 설치하지 않았고 커패시터도 연결하기 전의 모습니다.  저 위의 검은색 절연 테이프는 해당 코일에 맞는 커패시터를 헷갈리지 않게 붙여 놓은 것입니다. 지난번 포스트에서 말씀드렸다시피 커패시터의 오차로 인해 주파수가 엄청나게 변할 수 있으니까요.  이건 중간 완성 형태입니다.  코일과 커패시터, 그리고 AWG 14 케이블을 페룰(Ferrules)을 이용해 압착한 후, 다시 납땜을 하고 글루건으로 절연했습니다. 여기까지 하고.... 캡톤 테이프를 또 잃어버려서(!?) 한참을 찾았습니다.  이것이 최종 완성 형태입니다. 여전히 손재주가 없어 캡톤 테이프를 예쁘게 싸지 못했지만, 아무튼 이렇게 만들었습니다. 마음 같아선 조금 더 캡톤 테이프를 덕지덕지 붙여 커패시터 주위에만 예쁘게 감싸지도록 하고 싶었지만, 그런 행동이 커패시터의 열 축적을 유발할 것 같아 포기했습니다.  아무튼 제작 완료 후 다시 한번 공진 주파수를 확인했는데, 모두 제가 계산하고 제작한 그대로의 공진주파수를 보였습니다. 만족합니다.  후기 위 사진을 보시면 아시겠지만 구조도 훨씬 단순하게 바꿨습니다. 전산나사의 하단에는 커패시터와 코일이 연결되도록 했고, 반대측에는 안테나의 전선을 연결할 수 있도록 만들었습니다. 그리고 전에 말씀드린 것과 같이 저는 안테나를 야외에 1년 365일 설치해 두는 것이 아니라 필요할 때만 전개하기 때문에 굳이 방수에 큰 신경을 쓰지는 않았습니다. 물론 그렇다고 해서 완전히 방수가 되지 않는 것은 아니고 문제의 가능성이 있는 부분은 전산나사의 연결부분만 해당될 것 같습니다.  만약 이 트랩을 보다 보기 좋게 만들려면, 직경 10㎝의 절연 케이스에 넣고 밀봉을 하는 방법이 있지만 그렇게 하려면 또 다시 파이프를 자르고 전산나사를 잘라야 해서 하지 않을 겁니다....

LC 트랩(LC Trap)을 만들자 - 3

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제로부터 시작하는 트랩 만들기 오늘 새벽에 나갔습니다. 오늘 목표는 그 동안 제작한 트랩을 안테나에 설치해서 튜닝을 하는 것이었습니다. "실제 안테나의 조립"이 목표였습니다.  낮은 주파수부터 튜닝 시작 초기 계획은 위와 같았지만, 이후 수정한 계획에서는 이 안테나에 총 세 개의 대역을 넣기로 했습니다.  7㎒ 10.1㎒ 14㎒ 그러니 안테나 한개에 총 네 개의 트랩을 설치하는 것이었고, 첫 튜닝은 14㎒부터 시작했습니다. 이때 14㎒ 트랩을 설치하고 튜닝을 할까 아니면 그냥 두고 할까 고민을 하다가 트랩이 전기적 단절을 유발한다고 하더라도 추가 영향이 있을 수 있을 것이라는 생각에 말단부에 14㎒ 트랩을 설치하고 튜닝을 시작했습니다.  처음에는 안테나의 길이가 길어 엉뚱한 곳에 공진이 일어났습니다 몇 차례 양측의 안테나 전선을 자르며 길이를 줄여 나갔습니다.  일반적으로는 안테나 끝을 말아버리거나 꺾어버리면 되기는 하지만, 이번에는 트랩이 달려 있기 때문에 어쩔 수 없이 자르며 줄여나갔습니다.  대략 14㎒에 근접한 위치에 공진이 일어났습니다. 그런데 SWR이 1.4 정도로군요. 트랩에 설치된 코일의 영향인지 무엇인지는 모르겠지만 아무튼 계속 조립을 이어 나갔습니다.    저는 항상 이런 식으로 설치를 하는데, 가운데 삼각대를 설치하고 그 삼각대를 나무에 고정한 후 양 쪽으로 안테나 선을 전개했습니다. 사진의 오른쪽 끝에 보이는 빨간 캡슐 같은 것이 제가 만든 트랩입니다. 원래는 최대 2.6미터까지 삼각대를 올리지만, 이번에는 안테나 조정을 위해 키 높이로 유지했습니다.  뭔가 이상하다.. 문제는 10.1㎒ 트랩의 공진을 확인하기 위해 제일 위의 사진에 그려져 있는 "ㄷ" 형태의 PVC 파이프를 설치한 후 일어났습니다.  뭔가 공진이 이상해졌습니다.  0.7㎒정도 틀어지더군요. 그런데... 저게 뭐지? 14㎒ 위치가 뭔가 이상합니다.  몇 차례 PVC 파이프로 인...