초보 안테나 이야기

햄 이면 누구나 필수적으로 장비+안테나 얘기들을 자주하게 됩니다.
혹자는 비싼 장비 보다는 값비싼 안테나를 선호하는 분들도 많이 계십니다.
그 만큼 안테나의 중요성을 말씀하는 겁니다.

특히 HF대에서 교신을 할때는 안테나의 중요성을 정말로 실감하게 됩니다.
저 멀리서 들려오는 신호가 너무 약해서 자기 라디오로는 가물가물해서 잘 안 들리는
아프리카 햄국의 신호를 어떤 햄은 마치 옆집에서 얘기하는 것처럼 수신을 하기도 합니다.
단적으로 안테나의 위력을 얘기 하는 겁니다.

또한 송신시 1KW출력으로 송신을 하여도 자기가 사용하는 안테나가 시원치 않으면
상대방이 수신을 잘 못하는데 반해 좋은 안테나를 사용하는분은 100W 정도의 출력으로 송신을 하여도 상대방이 수신을 잘 해서 리포트를 59으로 주기도 합니다.
그렇다고 햄 하시는 분 모두가 거대한 안테나를 세우기란 그렇게 쉽지는 않습니다.
지역에 따라서 안테나를 못 세우게 하는 곳도 있고 자기가 거처하는 곳의 형편상 대형 안테나를 못 세우는 분들도 계십니다.
그렇다 보니 우리 햄들은 각자 주어진 조건에 따라서 안테나를 세우게 됩니다.

햄을 새로 시작하시는 분들은 면허증을 따기 위해서 이미 무선공학을 공부해서 잘 아시겠지만 실전을 위해서 안테나에 관한 몇 가지 개요를 다시 말씀드리겠습니다.

송신기에서 만들어낸 고주파(RF)전력을 전파로서 공간에 방사하기 위해서는 안테나가 필요합니다.
그런데 골치 아프게 무전기 안테나 잭에 그냥 적당히 안테나선을 연결하고 무선국을 운용하면 쉬울 텐데 만약 이렇게 했다가는 당장 비싼 무전기가 그냥 고장이 나 버립니다.
이런 우를 범하지 않고 자기가 갖고 있는 무전기와 안테나를 100% 활용하기 위해서는 기본적으로 몇 가지 알아두어야 할 상식이 있습니다.

현대 무전기들은 안테나 단자에 50 옴에 해당하는 동측케이블(Coaxial cable)을 사용하도록 설계가 되어있습니다.
또한 우리가 사용하는 동측케이블은 케이블 표면에 RG 8, RG11, RG58, RG 59,등으로 표시가 되어있습니다.
케이블은 속에 동선 한 가닥 혹은 여러 가닥으로 한 내부 도체와 그 위에 절연물체인 폴리에틸렌, 가는 구리 선 망으로 짠 외부도체 마지막으로 외부 절연체(보통 PVC사용)로 구성되어있습니다.

위에서 케이블 표면에 글자가 있다고 하였는데 그 글자가 케이블의 임피던스(저항)의 수치를 얘기합니다. 이 임피던스는 케이블의 내부 도체의 직경과 외부도체의 내경의 비에 의해서 결정이 됩니다.
이밖에 안테나의 감쇄 량을 줄이고 실드효과를 높이기위해서 알루미늄 은박지를 넣은 것도 있는데 이런 케이블은 주파수가 높은 144Mhz이상에서 적합합니다. 그러니 우리가 사용하는 220,440Mhz에서는 이런 케이블을 사용하면 좋으리라고 생각합니다.

앞에서 말씀 드린 것처럼 우리 무전기의 안테나 임피던스가 50 옴이라고 하였으니까 케이블도 표시를 잘보고 50옴을 사용하여야 하겠습니다.(책등에 케이블 임피던스표가 별도로 있슴)
우리는 이것을 임피던스 매칭이 잘됐다고 합니다. 그렇다고 케이블만 매칭이 됐다고 끝나는 게 아닙니다. 여러분들의 이해를 돕기 위해서 이렇게 표현을 한겁니다.

다음은 안테나 이야기인데 안테나는 만드는 방법에 따라서 종류가 아주 다양합니다.
수직으로 세운 수직 안테나부터 빨랫줄 같은 다이폴 안테나, 야기안테나, 쿼드 안테나. 루프 안테나 등 종류도 다양하고 그 특성도 다양 합니다.

여기서 그 안테나를 다 설명 할 수는 없고 몇 가지 특성만 말씀을 드리면 수직 안테나는 무 지향성 안테나로 세우기 편하고 쓰기 편하나 잡음이 좀 많습니다. 다이폴 안테나도 치기 편하나 낮은 주파수의 경우 공간을 많이 차지합니다.
야기 안테나는 지향성을 갖고 좋으나 높이 올려야 제 성능을 발휘 합니다. 쿼드 안테나는 게인도 좋고 낮아도 되나 안테나가 입체적으로 큽니다.
루프 안테나는 간단하나 동조 주파수가 아주 샤프해서 주파수를 자주 옮겨 가면서 사용하기가 불편합니다.

안테나도 치는 방법과 종류에 따라서 안테나가 갖는 저항 성분이 다 틀립니다.
과거에는 이를 측정하기가 좀 곤란했었는데 요즘은 안테나 아날라이저가 있어서 안테나의 저항도
보면서 쉽게 조정을 할 수가 있어서 아주 편합니다.

그러니 무전기, 동측케이블, 안테나가 모두 50옴으로 맞아서 서로 매칭이 되면 가장 이상적인
조합이 되며 거의 100%, 무전기에서 나오는 출력이 공중으로 날아가게 되며 이런 3박자가
맞지 않으면 반대로 전파가 일부밖에 나가지 못하고 무전기로 되돌아오니 얼마나 손해가 되겠습니까.
또한 무전기에도 무리가 가게되서 쉽게 고장이 나기도 합니다.

그런데 요즘 메이커에서 만드는 안테나들 중 일부는 안테나 밑에 별도 매칭박스를 만들어서 50 옴에 맞게 설계를 해서 쉽게 사용하도록 해 놓은 것도 있습니다.
또 자기가 사용하고자 하는 주파수에 따라서 안테나의 길이와 로딩 코일들이 달라지는데
자작을 할 경우는 안테나 길이를 잘 계산을 해서 사용을 하여야하고 메이커에서 안테나를 구입 할 경우에도 사용할 수 있는 주파수가 어떻게 되는지 출력은 얼마까지 사용을 할 수 있는지 등을 꼼꼼히 따져 봐야 합니다.

경우에 따라서는 안테나를 위에 조건에 딱 맞추어서 칠수가 없는 경우도 있습니다.(장소가 협소 하다던가)
이런 경우에는 안테나 튜너를 사용하면 효과적입니다. 튜너도 값비싼 자동 튜너부터 수동튜너등 몇 종류가 있습니다.
매칭이 잘 안된 안테나를 그냥 사용하게되면 기계에 무리를 줄뿐만 아니라 질이 나쁜 전파를 발사하게 되어서 가전 제품에
험을 나게 한다던가 TV에 줄이 생기고 전화로 교신 하는 목소리가 들리기도 합니다.

우리 모두 께끗하고 효과적인 전파를 내도록 노력 합시다.
안테나 자작 이야기와 설치 방법 등은 다음번 기회에 말씀을 드리도록 하겠습니다.

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