안테나 시스템의 개선, 그리고 새로 만난 DXCC entity들

[DS1TUW]

 
- 안테나를 교체해야만 했던 이유

CHA-250B 안테나 5:1 unun의 모식도이다. F806s 안테나 매칭부도 동일한 구조이다. (출처: https://www.g8jnj.net/cometcha250b.htm)

 
지난 4월에 구매하여 약 3개월동안 F806s 안테나를 사용했습니다.
이 안테나의 매칭부인 5:1 unun의 구조는 Chameleon CHA-250B 안테나와 거의 동일한 구조입니다. 또한 아즐사 공제 안테나와 동일한 것이기도 합니다.
이 안테나는 카운터포이즈가 없어도 되고(물론 있는 것이 훨씬 효율이 좋습니다), 80-6m 밴드를 모두 튜너 없이 SWR 1.5 범위에서 사용할 수 있다는 특징이 있어, 한정된 베란다 공간에서 멀티밴드를 운용하기에 나쁘지 않은 특성을 가지고 있습니다.
CHA-250B의 경우에도, 외국에서 HOA restriction이 강한 동네에서 단순히 쇠막대기 하나 올린 채로 일단 교신을 할 수 있게 해준다는 점 때문에 인기가 어느정도 있는 편입니다.
 

F806s 안테나의 정상화(?)

각설하고, 다만 이 F806s 안테나에는 트랩인지 로딩코일인지 잘 모르겠는 것이 중간에 위치하고 있어서, 20, 17, 15m 밴드에서 TX가 전혀 되지 않았습니다.
따라서 저는 코일을 전선으로 우회하여 쇼트시키고, 엘레멘트를 전선으로 3.5m 연장하여 총 7.5m의 엘레멘트로 활용하였습니다.
이 안테나 시스템이 어느 정도 효율적이긴 했는지, 이로서 올해 전반기동안 DXCC 150 엔티티와 교신을 할 수 있게 되었습니다.
 

5:1 unun은 저주파, 고주파 각각에 choke처럼 반응을 해서 과열이 일어난다. 게다가 경험상 중간 주파수에 해당하는 15-20m 밴드에서는 두 코어가 모두 동시에 과열되어 SWR 폭주 현상이 더 금방 나타났다. (출처: https://www.g8jnj.net/cometcha250b.htm)

 
 
그러나 이 안테나를 DX교신뿐만 아니라 콘테스트에서도 계속 사용하여 보니, power rating이 낮아 자꾸만 트랜스포머가 과열되어 SWR이 폭주하는 현상을 수없이 겪었습니다.
심지어는 CW 100W 송신만으로도 그러했으며, 장기간의 파일업에서도 동일한 현상으로 인해 다 된 교신을 마무리하지 못하는 사태도 발생했습니다.
이로 인해 놓친 FS4WBS, VP2MKP와의 교신은 두고두고 한이 됩니다(그래도 다음 기회는 오겠지요?).
게다가 이러한 열 손실이 큰 것과 동시에, 안테나의 방사 출력(effective radiated power, ERP)이 다른 100W 국들에 비해 너무나도 모자라다는 것이 파일업에서 확실히 느껴졌습니다.
 
따라서 장시간의 파일업에 매달리거나, 콘테스트에서 계속 CQ를 내야 하는 제게는 확실히 이 안테나가 적합하지 않았습니다.
 
 
 
- 새로운 안테나 시스템을 구축하다: AH-4 오토튜너

베란다 난간에 붙어있는 박스가 AH-4 오토튜너이다. RF 접지 보강의 일환으로 다이소 석쇠구이판도 활용하였다.

 
따라서 5:1 unun 매칭부를 대신하여, 61-type 코어를 사용한 4:1 unun과 같이 조금 더 loss가 낮은 것으로 개조한다거나, 매치박스를 아예 뜯어내고 그 자리를 리모트 오토튜너가 대신하는 방법이 대책으로 고려되었습니다.
다만 매치박스를 떼어내기에 곤란하게끔 안테나 제품이 마감되어있었기 때문에, 매치박스의 개조 대신 리모트 오토튜너를 달아서 쓰는 것이 좋다고 생각되었습니다.
 
Shack에 설치하는 튜너 대신 리모트 튜너를 선택한 이유는 이러합니다.
다들 알다시피 임피던스 미스매치로 인해 튜너와 방사 엘레멘트 사이에 위치한 feedline에서 손실이 반드시 있기 마련입니다.
그러나 방사 엘레멘트의 바로 시작되는 부분에 튜너를 위치시킨다면 feedline loss를 안 생기게 할 수 있기 때문이었습니다.
모노밴드 제프 안테나에 사용하는 일종의 L-네트워크를 가변으로 바꾼 것으로 생각하면 될 것 같습니다.
 
그렇게 리모트 튜너로 방향을 다잡고 하이탑 중고장터를 들어가 보았더니, 30만원에 Icom AH-4 오토튜너가 올라와 있었습니다. (IC-7300을 쓰는 제게는 아주 적합한 튜너였습니다)
게다가 가까운 서울에 사시는, 그리고 가끔 FT8에서 콜사인을 마주치는 모 OM이 판매를 하고 계시던 참이라 구매의사를 밝힌 금요일 당일에 바로 직거래로 AH-4를 손에 넣었습니다.
 
그리하여 토요일 오전에는 5:1 unun을 연결 해제하고 오토튜너의 radiating element 접속부로 대신하는 작업을 진행하였습니다.
또한 AH-4와 같은 오토튜너는 RF 그라운드 용량을 잘 확보해주어야 했기 때문에, 주말동안 교신을 해보면서 베란다 난간에 와이어 및 다이소 석쇠구이판을 설치하며 접지 용량을 보충했습니다.
그 과정에서 RF-in-the-shack이 발생하여 CW keyer가 먹통이 되는 일도 있었으나, 와이어 몇 가닥을 더하고 방충망을 RF 접지로 추가로 활용하는 것에 더해 페라이트 클립을 coax에 붙였더니 이제 모든 밴드에서 100W로 아무리 송신을 해도 문제가 되는 일은 없게 되었습니다.
그렇게 새로운 안테나 시스템이 완성되었습니다.

RBN으로 비교해 보니, 근접한 일본에 이전보다 6-7 dB 더 강한 신호로 입갑되었다. 물론 며칠 더 테스트해봐야 아는 법.

 
결과는 완벽했습니다. 일단 들리는 DX국들은, 교신을 시도하는 순간 왠만하면 좋은 신호 리포트로 답이 오는 것을 경험했습니다.
(한편으로는 RX가 TX에 비해 형편없다는 뜻이 될 수도 있겠습니다)
일단 DX국을 쫓는 입장에서는, 교신의 성공률이 배로 높아졌다는 것이 아주 고무적인 결과라고 할 수 있겠습니다.
또한 수신 성능도 1-2 dB 좋아진 느낌을 받았으나, 이 정도는 때때로의 propagation 상황에 따라 더 좌지우지되는 것이므로 콘테스트와 같은 상황이 아닌 때 비교하는 것이 어려웠습니다.
또한, 적어도 주말동안 RBN과 FT8을 이용한 테스트를 해본 결과, 평소에 비해 FT8 신호 리포트가 6-7 dB 높게 들어간다는 것을 알 수 있었는데, 확실히 5:1 unun의 loss가 매우 강했다는 것을 입증하는 것이 아닐까 합니다.
 
 
 
- 새로운 안테나가 가져다 준 DXCC entity 선물
 
더 나은 ERP를 가진 시스템과, 이번주의 환상적인 propagation 덕분에 ATNO들을 손쉽게 만나볼 수 있었습니다.
특히 파일업에 뛰어든 이후 단 몇 분 만에 픽업이 되는 경험이 많았는데, 평소와는 달리 확실히 적어도 5배에서 많게는 10배 강한 신호 리포트(6-10 dB)를 보내주었던 것과 관련이 큰 것 같습니다.
 
CP6UA Bolivia, 20m FT8 (2023.07.22 11:11z)

 
우유니 사막과 기차무덤, 그리고 축구 경기에서 높은 고도로 인해 홈팀이 압도적으로 유리하다는 볼리비아를 만났습니다.
특별한 점으로는 제게 보내온 신호 리포트(Rcvd)가 +14에 달한다는 것인데요, 거의 옆 동네 신호를 듣듯이 지구 반대편에서 듣고 있다는 점은 대단했습니다.
반면, 저는 JTDX의 Deep AP 덕분에 해독이 되었을 정도로, CP6UA가 희미한 신호로 입감되었습니다.
TX에서 개선이 많이 되었으나, RX 성능 향상에 신경을 써야겠다고 생각하게 된 교신이었습니다.
 
 
KP2B U.S. Virgin Islands, 15m FT8 (2023.07.24 04:21z)

 
레전드 농구선수 팀 던컨의 고향으로 잘 알려진 미국령 버진아일랜드입니다.
15m 밴드에 입장하자마자 보여서 송신주파수를 잘 잡고 불러 보았더니, 두 세 차례만에 응답이 왔습니다.
-21 dB로 들어가서 그랬는지, 몇 번 송신을 더 하고 나서야 RR73를 받을 수 있었습니다.
이 날 내내 15m에서 북쪽으로 빔을 돌리고 교신하는 KP2B를 볼 수 있었습니다. 그만큼 카리브해까지 뻥 뚫린 날이었다고 볼 수 있겠습니다.
 
 
PJ2MAN Curaçao, 15m FT8 (2023.07.24 04:23z)

 
KP2B와 교신하자마자, 퀴라소에서 PJ2MAN이 저를 불러왔습니다. 그렇게 1분 간격으로 카리브해 연속 교신을 해보았습니다.
최근 몇 달 동안 여러 번 신호를 마주쳤었으나, 이전의 안테나로는 하지 못했던 교신을 이제서야 마무리해봅니다.
다만 PJ2MAN의 신호가 다른 신호에 묻혀, 몇 번 더 송신을 하고 나서야 RR73를 확인할 수 있었습니다.
 
카리브해에서 저를 먼저 불러오는 경험은 또 언제쯤 해볼까요? 당분간은 없을 재밌는 경험이었습니다.
 
 
TZ4AM Mali, 30m CW (2023.07.24 19:47z)

 
 
새볔녁 5시경, 서아프리카에서 사하라 사막과 고비 사막을 넘어 말리에서 보내는 신호가 간신히 제 안테나에 들어왔습니다.
319-529를 왔다갔다하는 페이딩이 많은 신호였으나, 응답하는 국이 없어 CQ TZ4AM UP이라고 하는 것을 확실히 들을 수 있었습니다.
이번에 업그레이드 된 안테나가 말리까지 과연 신호를 쏘아줄수 있을지 반신반의하면서, 1.1 kHz 위에서 제 콜사인을 두 차례 송신해봅니다.
곧바로 "TUW TUW?"라고 응답이 옵니다. 짜릿하더군요.
OP Jeff가 더 알아들을 수 있을 때까지 두세 차례 더 신호가 오고 갔습니다.
이내 "RR DS1TUW DS1TUW UR 449 449 HW? BK"라고 오자, 저는 "R DE DS1TUW 559 559 73 73 TU"라고 응신합니다.
FT8과 다르게, CW에는 이렇게 서로 차례차례 디코딩을 해가는 매력이 있습니다.
 
 
 
 
- 결론, 그리고 앞으로 기대되는 점
 
7월 말 1A0C 몰타 기사단(Sovereign Military Order of Malta) DX국 출현을 앞두고 안테나를 개선할 수 있었다는 점은 아주 다행이라고 생각합니다.
그리고 앞으로 8-10월에 다가올 9Q2WX 콩고, T32AZ Eastern Kiribati, W8S Swain Is, H40WA Temotu 등등 수많은 DX페디션이 있는데, 가장 DX 교신에서 우선되어야 할 안테나의 업그레이드의 첫 발을 뗄 수 있게 되었습니다.
 
다음 개선 목표는, 도심에서 RX를 최대한 잘 할 수 있도록 TX/RX 분리 시스템을 가져가는 것입니다.
아마 Active loop 안테나와 별도의 SDR 장치를 활용하여 보는 게 좋을 것으로 판단됩니다.
일단 몇 차례 콘테스트를 거치면서, 시스템이 얼마나 개선되었는지 체감을 할 수 있겠죠..
 
이외에도, 현재 위치에서 벗어나 IOTA DXpedition을 떠나보면서 새로운 안테나 시스템을 구축해보는 것도 좋은 경험이 될 것이라고 생각합니다.
베란다로 한정된 공간에서 벗어나, 다이폴, phased array, 또는 간이 와이어 빔 안테나를 사용해보는 경험을 쌓는 것이 앞으로 가장 효율적인 안테나 시스템을 찾아가는 데에 큰 학습의 기회가 되겠습니다.
 
마지막으로는, 일단 시작하고 봐야겠다는 자세를 앞으로도 가져야겠습니다.
생각만 하다가 실천을 안 하는 것을 반복하고 있다가, 이번에 과감하게 올바를 투자를 진행했더니 역시 좋은 교신 기록이 쌓이게 되었습니다.
이런 게 아마추어 정신의 일부가 아닐까 생각을 하며, 앞으로도 더 정진을 해보아야겠습니다.
 
그럼 더 좋은 신호로 파일업에서 뵙겠습니다.
73, DS1TUW
 
P.S. 안테나 시스템 향상에 여러 도움이 되는 말씀을 주신 HL1VAU, HL3AMO OM께 감사드립니다.
 

[HL5YI]

수고 하셨습니다.

안태나 설비 교체 의 자세한 분석 및 안내 감사 합니다.

몰타 기사단과 교신을 미리 축하 드립니다...ㅎㅎ

저도 이번 기회에 임플란트 완성을 ~~~

[DS1TUW]

감사합니다.
나오는 페디션마다 ATNO라서 여유 있는 올해에 열심히 시도해보아야겠습니다 ㅎㅎ
많은 교신 성공을 기원합니다.

[HL2WA]

KDXG에서 교신 스팟 올라오는 것을 보면 확연히 예전과 다름을 느낍니다. 간혹 혹 "빔 올렸나?" 라고 반문해볼때도 있습니다.

100WATTS와 개선한 베란다 안테나로 진국들과의 아주 여럿 멋진 교신 성공을 축하합니다. 그리고 상세한 레포트와 교신에 대한 리얼리티가 잇는 멋진 글 잘 읽었습니다.

멋지게 즐기시기 바라며, 노력하고 도전하는 모습이 진정 감동입니다.

[DS1TUW]

그저께(7/24) 밤에 4U1UN이 스트림 한 개일 때 JTDX에 -21 정도로 디코딩이 되었었습니다. 전파전파가 훌륭한 날이었기도 했지만, 이전보다는 수신이 많이 개선되었던 게 맞나 봅니다.

열악한 상황이라고는 하지만, 한편으로는 그렇기 때문에 앞으로 하나하나 개선해나가는 재미를 많이 느낄 것 같습니다.

격려에 감사드립니다.

[HL2VA]

마치 보고서를 쓰듯 멋진 경험담에 박수를 보냅니다. 아울러 개선된
안테나로 많은 DX와 교신에 성공하신 것을 축하드립니다.

우리가 송신하는 것은 안테나공급전력(예전에는 출력이라고 그랬지요)의
크기만 생각하는데 실제 공간을 전파하는 RF 에너지는 ERP, EIRP라고 보면 맞습니다.

따라서 방사를 얼마나 효율적으로 하는가가 관건이 되겠지요. RF 전력을
아무리 높여도 손실이 많다면 의미가 없고, 적은 전력으로도 효율적인 방사가
이루어 진다면 효율이 극대화 됩니다. 이건 VSWR 값과 직결되지는 않습니다.

위에서 언급하신 내용은 안테나공급전력은 100W로 같지만 결국 방사효율을 올린
결과로 보입니다. 멋진 실험이며 개선의 효과를 경험하신 내용이군요.

앞으로 전파를 사용하는 기기는 모두 ERP/EIRP로 규정하는 정책이 미국이나 유럽에서
확산되고 있으며 향후 우리나라에도 도입 될 것입니다. 현재는 소출력 즉 10mW 정도의
기기에만 적용되고 있고요. 그렇게 되면 무선국 허가나 검사 방식이 현재와는 다른 방사전력을
기준으로 해서 이루어 질 것입니다. 즉 안테나공급전력 + 안테나 이득이 되는 것이죠.

하여튼 많은 실험 해보시고 좋은 자료 많이 올려주세요.^^

[DS1TUW]

DX와 콘테스트에 매력을 느끼게 된 계기가, 이처럼 안테나에 관해 더 많이 공부할 기회가 생기기 때문이었던 것 같습니다.
특히 ERP, EIRP 1 dB의 차이로 인해 신호가 들리고 말고가 결정되기도 한다는 것을 그간 짧은 시간동안 느낄 수 있기도 했네요.

또 다음 수신 성능을 업그레이드해보면서 느끼는 소회를 알려드리도록 하겠습니다. 매번 격려해 주셔서 감사합니다.

[HL5BMX]

주신글과 사진을 잘보았습니다.
우선 어려운 환경에서 DX교신에 심취해 계시는 TUW님에게 박수를 쳐드리고 싶습니다.

안테나 환경을 개선하시고, 새로운 엔티티와의 교신을 즐기시는 모습도 보기에 좋습니다.
아파트 배란다에서 최선의 결과물을 얻으신것에 대하여 응원을 합니다.

아이콤의 AH4 안테나 커플러를 사용하시면서 만족도가 상당해 개선되신것 같습니다.
나름의 안테나 엘레멘트와 카운트포이즈를 설치 하면서 원하시는 그이상의 결과물도 얻으신것 같아 덩달아 기분이 좋습니다.

가능하시다면...
AH-4 안테나 커플러를 이용한 델타루프를 한번 시도 해보시는것도 권해드립니다.

제가 KDN써비스등을 위해 이동운용을 할때 사용했던 방법인데, 임의의 길이 전선을 AH-4 급전점에서 출발해
작은 스텐 도르레를 이용해 바깥에서 2점을 고정하고 돌아와 AH-4 아래의 접지점에 고정을 하시면 모든게 설치된것입니다.

100와트 만 사용하신다는 조건에서는 이방법이 가장 좋았던 기억이 있어 추천을 해드립니다.

저역시 2개의 델타루프를 사용을 하고 있습니다.
루프안테나의 특성상 노이즈가 적고 다이폴에 비해 약간의 이득이 있기에 분명히 교신하시는 상대에게서

[HL5BMX]

좋은 리포트를 받으실거라 장담을 합니다.

저는 현제 162m 길이의 델타루프를 쳐서 전밴드 교신을 하고 있습니다.
물론 N7DDC 오토튜너를 이용해서 튜닝을 하고 있습니다.

또 하나의 델타루프는 30m 전용으로 사용중에 있습니다.
델타루프 안테나는 대략 4:1의 바룬을 하나 추가해서입니다.

만일 델타루프를 치실 여건이 되신다면 말입니다.

두서 없이 글을 쓰다보니 정리가 잘되었는지는 모르겠습니다만...
이글이 잘이해가 안되시거나 궁금한점이 있으시면 전화를 주세요.

O1O 3887 18O1 입니다.

[DS1TUW]

말씀과는 달리 델타루프 안테나의 설치 방법에 대해 질서정연하게 써주신 것 같습니다.

저도 넓은 공간이 확보되기만 한다면, 타워가 없을 때 델타루프 안테나 또는 4각형의 스카이루프 안테나를 시도해야겠다고 마음을 먹고 있었습니다. 말씀하신대로 루프 형태라 노이즈가 적을뿐만 아니라, 로우밴드는 NVIS, 하이밴드는 낮은 방사각으로 로컬과 DX에 모두 유리하다는 특성 때문이었습니다. (이에 더해 러우밴드 버티컬이 있다면 금상첨화일 것 같네요!)

AH-4를 사용한다면 좀더 루프 길이에 제약을 덜 받으면서 델타루프를 설치할 수 있겠군요.
좋은 정보 알려주신 것에 감사드리며, 번호도 잘 저장해두도록 하겠습니다!

[HL2MHU 박경수]

축하합니다. 이젠 나보다 더 좋은시스템이라 부럽습니다. ^^
많은 DX 하시길~~~

[DS1TUW]

더 좋은 시스템인지는 모르겠으나 오엠님의 발자취를 따라갈 기본을 이제 만든 것 같네요. 가까이 계셔서 매번 파일업에서 뵙는데, 오엠님 신호도 이전보다 더 강한 신호로 들을 수 있겠습니다. ㅎㅎ
카운터포이즈 시스템을 보강하는 아이디어가 많은 도움이 되었습니다. 감사합니다.

[DS3EXT]

멋진 결과입니다
DX에 더욱 많은 국 만날 수 있는 기초를 마련한 만큼 성과도 기대됩니다

[DS5TOS]

와우...감탄사가 절로 나옵니다.. 오엠님의 열정이 가득한것이 보입니다. 좋은 시스템도 중요하지만 현제 상황에서 최대로 즐길수 있게 세팅이 먼저라는것이 느껴집니다.