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반파장 다이폴의 기본길이 이제 구조는 알았고, 본격적으로 길이를 구해 본다.
다이폴 안테나의 기본 길이(l)은 (파장) /2 * 0.95(단축률)이다.
물리적인 공식에서 c(광속) = f(주파수) * (파장) 이어서 고로 (파장) = c(광속) / f(주파수)가 된다.
여기에 광속 c는 3*10^8 meter와 f는 kHz 으로 환산해 대입하면,
길이(l) = 142.5 / F (주파수인데 단위는 MHz)가 나오게 된다.
* 계산된 이론치
1.8 MHz => 중심주파수 1.8125 MHz는 78.6207m 한쪽은 39.31m
3.5 MHz => 중심주파수 3.525 MHz는 40.426 m 한쪽은 20.2128m
7 MHz => 중심주파수 7.05 MHz는 20.2128m 한쪽은 10.1060m
14 MHz => 중심주파수 14.175 MHz는 10.053 m 한쪽은 5.0265m
21 MHz => 중심주파수 21.225 MHz는 6.7138 m 한쪽은 3.3569m
28 MHz => 중심주파수 28.85 MHz는 4.939 m 한쪽은 2.4697m
50 MHz=> 중심주파수 52.00 MHz는 2.7404 m 한쪽은 1.3702m
실제 제작 포인트
1. 와이어는 3.5mm - 5.5mm를 사용하는데 가는 것은 끊어지기 쉽다.
다이폴계의 안테나는 평형형이고 52옴의 RG8, RG58등의 급전선은 불평형이므로
미스 매칭과 누설전류,각종 TVI 유해 전파를 없애고 안테나의 특성을 살리기 위해 급전점에는 바룬을 집어 넣는다.
만약 바룬을 안 집어 넣어도 SWR 1.4:1 까지는 나오지만, 그결과 TV가 잘 안나오고 전화기도 이상해지는 골치 아픈 문제가 발생한다.
또 종단관이 TR 리그인 경우 정신 위생상 꼭 바룬을 집어 넣어야 두다리 쭉 뻗고 잘수가 있다.
만약 바룬이 비싸서 구하기 어려운 분은 초보자라도 자작이 가능한 값싼 분기도체 바룬이라는 것이 있으니 참고하십시오.
(안테나 핸드북 P68 와 KARL지 91년 1월, 6월호 기사 참조)
2. 실제 다이폴 안테나를 설치할 때는 위의 기본 길이보다 여분으로 양쪽에 5-10cm 정도씩 더 길게 제단하여 안테나를 조정할 시에는 와이어 element를 조금씩 자르거나 이어서 조정한다.
*10KHz당 2cm씩 짜름. (7메가의 경우)
와이어를 자르면 안테나의 동조주파수(SWR값이 최소가 되는 주파수)가 올라가고, 반대로 와이어를 이으면 주파수가 내려간다.
보통 SWR 1.1:1은 쉽게 얻을 수 있다. 그리고 element의 최종길이는 각자의 주위에 있는 지형지물이나 환경의 영향에 따라 조금씩 달라진다.
3. 안테나를 설치하는 대지가 좁아서 고안된 Inverted V형의 안테나에서는 각도를 120 ~ 60도의 범위에서 설치하는데
좁을수록 나쁘고 넓을수록 좋아진다.
그리고 각도가 90도 정도이면 안테나 임피던스가 45옴 정도되므로 급전선을 직접 이을 수 있기도 하다.
4. 와이어 끝부분의 처리는 절연애자등으로 하는데 종류에는 계란형애자와 파형애자가 있다 (꽤 비싸다).
한쪽에는 element를 묶고 반대쪽에는 빨래줄을 묶어 지지를 한다.
만약에 애자를 구하기 어려울때는 만만한 PVC가 가장 좋은 대용품이다.
적당한 굵기의 PVC 파이프를 15cm정도 짤라 양쪽에 구멍을 뚫어 사용한다.
혹은 베클라이트판 (대충 3cm*15cm정도)에도 양쪽에 구멍을 뚫어 사용해도 된다.
베클라이트판은 을지로 주위에 많이 있다.
필수 서적 : 안테나핸드북 (유정찬,김일영著, 명지출판사)
필수 계측기 : SWR & POWER METER
< 3.5, 7MHz 겸용 Trap Dipole >
Dipole 안테나를 이용한 7MHz Dipole 안테나의 비슷한 크기에 3.5MHz를 동시에 급전시킬 수 있는 Trap을 소개한다.
특히 3.5MHz는 40m 정도의 골치 아픈 크기를 갖고 우리의 도심에서는 설치하기 어려운데 지금 소개해 드리는 Coil을 한번 만들어 두면 나중에라도 편리 하리라는 생각이 든다.
특히 초보자들은 안테나를 무작정 사지 말고 안테나 정도는 직접 제작해 보아 기술도 늘리고 비싼 비용도 절약하는 참 HAM이 되었으면 하는 바램이다.
*구조 -----+코 일+----10.1m----+ 바 룬 +----10.1m----+코 일-----
코일 끝부분은 1.5-2.5m를 가감한다.
이 안테나의 원리는 7MHz 반파장 Dipole 안테나의 양 엘레먼트의 선단에 7MHz에 동조한 Trap을 넣어 Trap의 반대쪽에 3.5MHz용 엘레먼트를 붙인 안테나이다.
*코일 제원 : PVC PIPE 외경 26mm, 두께 3mm, 코일길이 약 13cm
코일 동선 직경 1mm 짜리를 약 3.2m정도 가지고 PVC 파이프에 121회 밀착 감는다.
그리고 코일 안에다 즉, PVC 파이프안에다가 50PF 짜리 콘덴서(내압이 6KV 이상)을 집어 넣는다.
Loading Coil 안에는 콘덴서가 안들어 가나 Trap Coil의 경우에는 반드시 콘덴서가 들어간다. (코일 안의 구조는 안테나 핸드북 P139 참조),
Loading라는 말은 안테나를 코일을 사용해서 단축했다는 의미이다.
제작이 끝난 코일은 방수 튜브를 씌우던지 더 큰 PVC 파이프로 싸서 고무본드 등으로 방수 처리한다.
또한 코일 동선과 안테나 동선과의 연결부분은 단자와 볼트를 사용해 납땜까지 해서 단단히 고정시킨다. (잘 모르면 안테나 핸드북 P164 참고)
만약 콘덴서가 없거나 구하기 힘든 경우에는 RG8 심선을 코일길이 (약13cm정도)로 3개 짤라서 다음과 같이 연결해 세 심선을 테이프로 묶어서 코일 안에다 집어 넣는다.
*코일 내부 _____ 파이프 -+---> 동선으로 동선으로 ------+____ 파이프 내부에는 RG8 선을 깐 심선 약 13cm
*조정 코일 제작후 엘레먼트 끝의 길이 조정은 코일의 영향에 따라 1.5m에서 2.5m까지 증감을 해서 조정한다.
이렇게 해서 3.5MHz의 SWR이 맞추어지는데 만일 7MHz가 SWR이 맞지 않으면,
바룬과 Trap Coil 사이의 10.1m를 원하는 주파수에 동조하도록 10cm에서 20cm정도 증감한다.
엘레먼트의 길이 조정은 보통 다이폴 조정하는 방법과 같다.
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