J-pole 안테나 만들기 (HAM)

<목차>
1. 시작
2. 안테나 본체
   2.1 안테나 길이
   2.2 안테나 재료
3. 케이블
   3.1 커넥터
   3.2 케이블
4. 만들기
5. SWR 측정
6. 납땜 후 시험운용
7. 마치며

 

 

 

1. 시작
HAM 자격증은 올해(2022년) 3월에 취득하고 개국신청을 바로 하였습니다.
개국 장비는 알링코 DJ-CRX5. 준공검사를 4월에 받았으나 6월인 현재(이 글을 처음 쓴 시점) CQ를 한 번도 내보질 않았네요ㅎㅎ;;
여하튼 안테나부터 일단 만들 생각입니다 ㅋ.
여러 안테나들이 있지만 만들기 쉽다는 J-Pole 안테나를 만들기로 결정.
(다른 안테나들에 비해 성능 예측이 힘들다는 단점이 있다고는 하나, 일단 쉬운 것부터)

 

 

 

2. 안테나 본체
2.1 안테나 길이
일단 이 사이트에서 2M V밴드용으로 만들 안테나의 길이를 계산해봅니다.

https://m0ukd.com/calculators/slim-jim-and-j-pole-calculator/

M0UKD – Amateur Radio Blog – Home of John, M0UKD. Amateur Radio information, pictures, homebrew circuits and projects.

 

A: 약 1.5m
C: 약 50cm
D: 5cm
F: 4.5cm

나중에 케이블의 위치를 옮겨가면서 D부분을 조정하여 임피던스(50옴)를 맞추면 됩니다.

 

 

+
왜 임피던스를 맞추어야 하는가를 알려면

http://www.rfdh.com/

RFDH - 대한민국을 RF강국으로!

RFDH 사이트의 RF 기초강의실에서 '임피던스 매칭을 하는 이유'를 보면 됩니다.
RF에 대한 기초적인 내용들을 아주 친절하게 설명하여서 많은 도움이 되었습니다.
임피던스 매칭 말고도 알면 피가 되고 살이 되는 내용들이 많으니 차근차근 읽어보시면 좋습니다 ㅎㅎ.

 

2.2 안테나 재료
처음에 J-pole 안테나를 검색해보니 뭔 동파이프로 만든 OM님들 이야기만 있어서 허걱;;
안테나는 비자성체(알루미늄, 구리, 스텐, ...)으로 만들어야 합니다.
전파는 전계와 자계가 진행하는 것입니다. 따라서
안테나를 자성체로 만들면 전파가 지나갈 때 방해를 받아 손실이 일어나 효율이 떨어집니다.

두꺼우면 유리하죠. 2~3미리는 차이 없고 파이프 정도 되어야 차이가 있습니다.
동선이 제일 좋습니다. 스텐선도 좋고. 공예용 알미늄선도 괜찮습니다.
스킨 이펙트라고 하는 표피효과로 고주파는 표면만 씁니다.
따라서 표면이 깨끗해야합니다. 녹슬면 안됨.

 

 

그리하여 동선을 구입하였습니다.

굵기는 제일 굵은 3mm로. 길이는 넉넉하게 3m.. (배송비 ㅋㅋ)

 

>> 구입처

배송비를 생각하면 철물점에서 구입하는게 더 낫습니다 ㅎㅎ.

https://smartstore.naver.com/goryeo12/products/6984897578

구리선 1mm 1M금액 적동선 코팅안된 구리철사 전선 M 재단 : 고려상사

 

 

 

3. 케이블

3.1 커넥터

바오펭이랑 제가 쓰고 있는 알링코 DJ-CRX5은 안테나 연결부위가 다른 일산 무전기들과 다릅니다.

(중국산이 그렇답니다. 참고로 DJ-CRX5은 중국 OEM 생산)

 

무전기쪽이 수(Male) 커넥터

안테나쪽이 암(Female) 커넥터

 

다른 안테나(저의 경우는 J-Pole 안테나)를 무전기에 연결하기 위해서 어댑터가 필요한데

일체형으로 된 커넥터는 잘 팔지 않습니다..

찾아보니..

 

이렇게 여러 개의 커넥터를 써야한다고 합니다.

무전기[SMA(M)] - SMA 배럴[SMA(F) - SMA(F)] - SMA/BNC어댑터[SMA(M) - BNC(F)] - 동축케이블[BNC(M)] - 안테나

동축케이블은 안테나에 바로 연결해도 되고

케이블의 길이를 연장하고자 하는 생각이라면 안테나에 BNC 커넥터를 달고 케이블을 따로 연결하여도 좋습니다.

 

 

>> 참고 사이트

바오펭이 워낙 인기를 끌었으니 'baofeng antenna connector'로 검색하면 외국 OM님들이 만든 여러 자료와 영상들이 있습니다.

(1)

http://www.radioforeveryone.com/2014/01/best-value-walkie-talkie.html

Review: Baofeng UV-5R

(2)

https://www.essexham.co.uk/connecting-a-baofeng-uv-b6-to-a-larger-antenna.html

Connecting a Baofeng UV-B6 to a larger antenna | Essex Ham

 

>> 구입처

커넥터는 국내에서 사는 것보다 알리에서 사는 것이 훨씬 저렴합니다.

배송이 좀 느릴 수 있으나 저렴한 것을 원하시다면 알리로 ㄱㄱ

참, 그리고 처음 커넥터를 사시는 분이라면 여러 종류를 사시는 것도 나쁘지 않을 것입니다.

(나중에 다른 것들 만들 때 쓸일이 종종 생길테니깐요. 배송료를 생각하면..)

 

 

https://ko.aliexpress.com/item/1005003142243738.html?spm=a2g0o.cart.0.0.7bda3c00Ja23UK&mp=1&gatewayAdapt=glo2kor

590.0₩ |JXRF 커넥터 14PCS RF 어댑터 SMA SMA BNC UHF N 유형 RF 동축 커플 링 너트 배럴 커넥터 변환기 안

 

 

3.2 케이블

케이블은 RG58이 무난합니다. (RG213, RG8X를 사용한다곤 하나 무난한 것을 선택)

BNC M핀으로.

케이블의 길이는 5m 넘어가면 손실이 많이 생깁니다.

따라서 2~3m 안쪽으로 구매합니다.

 

>> 구입처

역시나 배송비를 생각하면 철물점에서 구입하는게 더 낫습니다 ㅎㅎ.

제가 찾아간 매장은 타(200m) 단위로 팔아서 어쩔 수 없이 인터넷으로 ㄱㄱ

 

http://prod.danawa.com/info/?pcode=16725797

강원전자 NETmate RG-58 BNC 동축 케이블 (NMC-RG5802, 2m) : 다나와 가격비교

 

 

4. 만들기

계산한 안테나 길이대로 만듭니다.

제가 산 동선은 굵기가 3mm입니다. 은근 구부리기 어려움..

(참고로 옷걸이 철사 굵기가 3mm입니다)

 

사진에선 A부분을 2m로 착각하고 만들었는데 1.5m여야해요..

F부분(4.5cm)

C부분(50cm)

안테나 전체 (다시 한번 말씀드리지만 A부분은 1.5m여야 합니다..)

 

동축케이블의 한 쪽을 탈피기로 벗겨내고

 

 

심선과 외피. 두 가닥으로 만듭니다.

 

다른 한 쪽은 앞서 준비한 커넥터를 연결하고

일단 무전기에 연결하기 전에 VNA를 이용하여 SWR 값을 맞추어봅니다.

 

 

제가 가지고 있는 Nano VNA와 동축케이블을 연결하는 커넥터는

 

VNA[SMA(F)] - SMA 배럴[SMA(M) - SMA(M)] - SMA/BNC어댑터[SMA(F) - BNC(F)] - 동축케이블[BNC(M)]

이 순서대로 연결을 하였습니다.

 

 

5. SWR 측정

안테나에 케이블을 납땜하기 전에 알맞은 SWR 값을 가질 자리를 찾습니다.

동선 안테나에 케이블을 어느 위치에 옮기느냐에 따라 SWR가 달라집니다.

위의 안테나 길이 계산에서 D 부분의 길이를 조정해봅니다.

SWR 값은 2 미만이면 양호합니다. 1.5 이하면 더 좋고요.

 

 

 

 

+

SWR이 HAM에서 어떻게 쓰이는지에 대해서,

그리고 왜 2.0 미만이어야 하는 것인지 궁금하시다면 이 영상을 참고하세요.

2:35 ~ 5:50까지 보시면 됩니다.

https://youtu.be/tftnph1SJMQ?t=155 

https://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/q1106037.pdf

SWR 값이 작을수록 손실이 적어진다는 것을 알 수가 있습니다.

 

 

++

VNA는 Nano VNA를 구입하였습니다.

화면이 어느 정도 큰 것이 좋아서 4.2인치 14만원대로..

 

>> 구입처

옛날엔 말도 안되는 가격이었다고 하는데 기술이 발전하고 중국이 찍어내면서 가격 하락.. 좋은 세상입니다 ㅋ

 

 

https://ko.aliexpress.com/item/1005003069094063.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.5361140fJHf5D8&gatewayAdapt=glo2kor

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+++

Nano VNA로 SWR을 측정하기 위하여 설정하는 방법 참고 영상입니다.

0:20 ~ 1:05 -> SWR 표시 방법

1:06 ~ 1:40 -> 주파수 스윕 범위 설정

https://youtu.be/xa6dqx9udcg?t=20 

 

 

 

6. 납땜 후 시험운용

저는 귀찮아서 납땜을 하지 않았지만

영구적으로 쓰시려면 SWR에 맞는 D부분 길이를 확인하여 동선과 케이블을 납땜하면 됩니다.

 

 

사실 안테나는 주변의 모든 도체로부터 최대한 떨어져 있어야 합니다.

사진에서 보시면 아파트라 철재 난간이 있습니다. 공간상의 제약이니 하는 수 없네요..

최소 50cm는 떨어져 있어야 합니다.

 

그리고 유리창에 붙일 때 일반 테이프, 즉 비전도체를 사용하여야 합니다.

전 잘못 오해하여 알루미늄 테이프를 사용하였는데 그러면 안 됩니다.

그냥 일반 스카치 테이프를 사용하세요.

 

 

 

7. 마치며

처음 만든 안테나라서 어떻게 해야하는 것인지 몰라서 헤매었는데

결국은 이렇게 만들게 되었네요. 뿌듯합니다.

안테나에 무전기를 시험삼아 연결하였는데 연결하자마자 신호가 들어와서

'어, 된다 ㅋㅋㅋ' 하였을 때의 기쁨이란..

 

초짜입니다. 개국한지 3개월도 안 되었고요,

빼놓고 놓친 부분이 분명 존재할 것입니다.

아무쪼록 좌충우돌 만든 과정을 올렸는데

J-Pole 안테나를 만드는데 조금이라도 참고가 되셨으면 좋겠습니다.

 

Good Luck.

88.