무선이야기

드레이크(Drake)의 햄 장비

hl1kfb 2009. 1. 16. 20:32
드레이크(Drake)의 햄 장비

- 4 line을 중심으로 -



HL1SUL 이기활



드레이크 장비는 인기가 많다. 과거의 아마추어무선 장비로 가장 주목을 많이 받는 것은 콜린즈(Collins)이지만, 드레이크는 콜린즈와는 또 다른 독특한 이유로 사랑을 받고 있다. 한국에서도 아끼고 사랑하는 분들이 많지만, 정작 한글로 된 자료는 거의 없다. 그래서 부족하나마 이렇게 모아보았다.




1-A 수신기

2-C 수신기

2-NT CW 송신기



1. 드레이크의 시작

드레이크는 (R. L. Drake Co.) 1943년에 로버트 드레이크에 의해 미국 오하이오주에 설립되어 통신장비 사업을 시작하여, 초기에는 필터 등의 부속품을 생산했다. 그러던 중 1957년 처음으로 단파 수신기 1-A를 생산했고, 1960년 부터는 2-A, 2-B, 2-C를 잇따라 출시했다. 이후 1966년에는 2-C와 같이 쓸 수 있는 CW 전용 송신기인 2-NT도 생산했다. 2-C와 2-NT는 4-라인 출시 이후에 생산된 것으로 4-라인과 별도로 계속 1970년대 초까지 존재했다.


2. 트랜시버 TR-3


최초의 햄용 트랜시버 콜린스 KWM-1


드레이크의 트랜시버 TR-3
한편 1963에는 Drake의 첫 일체형 송수신기인 TR-3를 출시했다. 50년대 까지도 주로 기술적 이유로 송수신기는 분리되어 있었다. 1956년에 나온 Collins의 KWM-1이 당시로서는 송신기나 수신기 한 대의 크기에 모든 것을 집어넣은 송수신기의 최초였다. KWM-1은 군용으로도 쓰여서 첩보기인 U-2기에도 사용되었다. 그 가격은 당시 $820으로, 인플레이션을 따진 PPI (Producer Price Index:생산자가격지수)로 계산하면 지금의 $3600불에 달한다. 그러나 부자 햄들만 소유할 수 있었던 75A-4 수신기, KWS-1 송신기 (소위 Gold Dust:금가루)가 1958년 당시 $3700 (지금의 $16,000)이었던 것에 비하면 KWM-1은 Collins의 장비로써는 비싸지 않은 것이었는지도 모른다.

이런 가운데 1963년 $550에 출시된 TR-3는 KWM-1을 이은 Collins의 KWM-2A ($1250)의 절반도 안되는 가격이었다. 당시의 $550은 2004년의 $2,300로, 값싼 물건은 아니었지만, 고급품에 비해 손색없거나 더 나은 성능과 디자인, 그리고 낮은 가격으로 많은 인기를 얻었으며 모빌용으로도 많이 사용되었다. TR-3의 겉 디자인은 70년대의 TR-4C 시리즈까지도 이어진다. TR-3는 1963년 한 해에만도 2,500대 이상이 판매되었다.



3. R-4와 T-4X

TR-3가 나온 이듬해인 1964년 수신기 R-4의 출시로 4-라인이 시작되었다. R-4와 함께 송신기인 T-4와 T-4X가 생산되었는데, T-4는 자체 VFO가 없어서 R-4와 함께 써야만 송신이 가능하다. 반면 T-4X는 VFO가 내장되어 있어서 수신기와 독립적으로도 송신이 가능하고, 수신기의 VFO를 공유할 수도 있다. 따라서, transceive 스위치를 전환하면 split 교신도 가능하며, 수신기의 튜닝으로 송수신 주파수를 동시에 조정하는 것도 가능하다. R-4와 T-4X는 각각 $380 (오늘날의 $1,600)이었고 전원장치인 AC-3는 $80 ($320)이었다. 초기에 TR-3의 악세사리 AC-3, MS-3등이 그대로 사용되다가 후에 4-라인이 확장되며 AC-4, MS-4등의 4-라인 악세사리가 출시되었다. R-4는 1965년까지 2000대가 생산된 것으로 추정되며 T-4X는 이보다는 훨씬 천천히 생산되어 1966년 말에 가서야 2000대를 넘어섰다. 수신기만 구입하는 경우가 많았기 때문이다.


4-라인의 첫 수신기 R-4

자체 VFO내장 송신기 T-4X



3. R-4A

1965년에는 R-4의 몇몇 기능을 개선한 R-4A가 나와서, 4 라인 수신기의 일련번호의 2000번 부터 R-4A가 차지하였다. 몇몇 부분이 반도체화 (트랜지스터, 다이오드) 된 것을 빼고는 R-4와 크게 다른 것이 없었다. 특히 일련번호 약 3500까지의 1500여대는 13개 진공관 버젼으로 R-4와 거의 차이가 없다. 이후로 생산된 모델은 V6와 V13이 없어진 11구 버젼이다. 4B 시리즈가 나오는 1967년 일련번호 7000번에 이르기 까지 총 5000대의 R-4A가 생산되었다.

R-4A가 11구 버젼으로 개정될 무렵, R-4A와 T-4X의 수정발진자(crystal)에 색깔로 온도특성표시를 시작하였고 일련번호 뒤에 R, G, B 등의 알파벳이 그에 따라 붙게 되었다. 수정발진자는 발진 주파수가 매우 안정적이지만, 온도에 따라 조금씩 주파수가 변하기도 한다. 온도에 비례해서 주파수도 높아지는 것은 빨간색(R), 온도에 거의 영향을 받지 않는 것은 초록색(G), 온도가 높아지면 주파수가 떨어지는 것은 파란색(B)로 표시되어 있다. 따라서 같은 색의 송신기와 수신기를 사용하는 것이 가장 이상적이고, 빨강/파랑의 조합이 가장 나쁘다. 단순한 주파수 안정도의 문제가 아니라, 송수신기의 반송파 주파수가 틀어짐으로 인한 문제가 발생하는 것이다. 나중에 C-라인에 가서는 송수신기간에 "CAR OSC" 케이블이 추가되어 두 기계간의 반송파 수정발진 주파수가 동기화되도록 설계가 개선된다.

R-4를 개선한 R-4A


R-4A의 일련번호 끝에 "G"가 보인다.


4. 4B 라인

1967년에 이르러 4-라인은 B 시리즈로 넘어가게 된다. R-4B와 T-4XB는 더 많은 부분이 반도체화 되었고 메인 다이얼과 손잡이에도 변화가 생겼다. 가장 큰 변화는 PTO인데, R-4A에서 발진 및 버퍼가 모두 트랜지스터(바이폴라)화 되었던 것이 R-4B에서는 한 발 더 나아가 FET로 바뀐다. 또한 PTO의 기계적인 부분에도 수정이 가해졌고, 이 새로운 디자인은 이후 PTO를 사용하는 모든 드레이크의 장비에 거의 수정없이 계속 사용되었다. 그러나 주파수 안정도는 워밍업이 된 상태에서는 R-4A와 R-4B의 차이는 거의 없다. 4-B 라인은 1973년에 이르기 까지 6년간 9,000대가 넘는 R-4B가 생산되었다. T-4XB는 5,000여대가 생산되었다.


R-4B 수신기



T-4XB 송신기



R-4B의 뒷면



T-4XB의 뒷면



R-4B의 내부

T-4XB의 내부



5. 4C 라인

1973년에는 4-라인의 차기주자로 C-라인이 출시된다. C-라인은 그동안 발전한 반도체 기술을 많이 사용하였고, 회로상의 많은 개선도 있었다. 또한 선택도가 높은 여러가지 크리스탈 필터를 옵션으로 장착하게 하여 다른 현대적 통신장비와 보조를 같이 하였다. R-4C는 그 이후 여러번의 회로 수정이 있었는데, 드레이크가 아닌 셔우드 엔지니어링 (Sherwood Engineering)의 개조가 유명하다. 모든 성능개선과 수리를 마친 R-4C는 그 성능이 최고수준으로 DX와 콘테스트에 적합하며, 아직도 $1,000 이상에 팔리기도 한다.


R-4C 수신기

T-4XC 송신기

T-4XC는 적어도 한 번의 회로수정이 있었는데, VOX에 6EV7을 쓰는 버젼과 6EQ7을 쓰는 버젼이 있었다. R-4C는 먼저 모드 스위치가 4 접점인 것과 5 접점인 것으로 나뉜다. 5접점인 것은 다시 6EJ7을 사용한 것과 6HS6를 사용한 것으로 나뉜다. 접점 수의 차이는 곧 장착할 수 있는 크리스탈 필터의 갯수의 차이를 뜻한다. 또 한가지 눈에 띄는 것은, VFO의 다이얼의 변화다. R-4B까지는 다이얼 판에 25KHz까지만 표시되고 손잡이의 각도에 따라 25KHz 범위 안의 위치를 1KHz 단위로 알 수 있었다. 그러나 4C 라인에서는 다이얼 판에 직접 1KHz까지 표시되도록 바뀌었다. 그러나 원판에 500-600개의 눈금을 그리는 것은 무의미했으므로, 감속비를 줄여 600KHz 범위에 대해서 1바퀴가 아닌 2바퀴가 돌도록 하였다. 그 대신 사진에서 보이는 바와 같이 한 눈금에 두 가지 숫자가 존재한다. R-4C는 1979년까지 약 12,000대가 생산된 베스트셀러 중 하나이다. T-4X는 약 10,000대가 생산되었다.


6. A, B, C의 차이와 특성

R-4, R-4A, R-4B는 1차 중간주파수에 대역폭 8 KHz의 4단 크리스탈 필터가 장착되어 있다. 이에 비해 R4-C는 8 KHz 8단 크리스탈 필터가 들어 있어서 대역외 신호의 감쇄율이 더 좋다. 2차 중간 주파수에서도 많은 차이가 있다. R-4, A, B는 4단 L-C 필터를 사용하여 더 좁은 선택도와 pass band tuning을 제공하는 반면, R4-C는 크리스탈 필터를 사용했다. Pass band tuning은 1955년 콜린스의 75A-4에 처음 들어간 기술로, 드레이크는 2년 뒤인 1957년 1-A 수신기 부터 이 기능을 내장해온 노하우가 있었다.

송신기에서도 비슷한 차이가 난다. 4 라인 송신기들은 (트랜시버 포함) 고정된 반송파(캐리어) 주파수에 음성을 평형 변조기(balanced modulator)를 사용하여 DSB로 만든다. 그 다음 크리스탈 필터를 통해 한쪽 밴드를 잘라내어 SSB로 만들기 때문에, LSB와 USB용으로 두 개의 필터가 존재한다. T-4X는 4단이며, T-4XB와 C는 8단 필터를 내장하고 있다. 콜린즈의 S 라인을 이와 비교하자면, 하나의 필터를 사용하면서 LSB냐, USB냐에 따라 수정발진자를 전환하여 반송파의 주파수를 바꾼다. 70, 80년대에 걸쳐 생산된 장비들은 대개 이런 방식을 따랐다. 수신시에서도 드레이크는 고정된 주파수의 BFO가 있었고, pass band tuning을 LSB나 USB에 맞게 조정하는 방식이었다. 콜린스는 수정발진자를 전환하여 LSB/USB에 따라 BFO의 주파수를 전환하였다.

드레이크 3, 4 시리즈 송신기와 트랜시버의 특이한 점 중 하나는 종단관이다. 콜린스, 켄우드 등에서는 6146을 사용했지만, 드레이크는 고주파 출력관이 아닌 6JB6를 사용했다. 6JB6는 TV용 수평출력관 (sweep tubes)으로, 당시에는 흔한 진공관으로 송신전용 출력관에 비해 값이 쌌다. 그러나 세월이 지날수록 송신 출력관에 비해 점점 더 구하기 어려워지고 있다. 이런 이유로 드레이크 장비의 종단을 6146으로 개조하는 경우도 있다.


7. 4 라인 트랜시버

Drake 4-라인에는 송수신기 분리형과 함께 TR-3를 잇는 트랜시버들도 있었다. TR-3의 뒤를 이은 것은 TR-4로 1964년에 출시되었다. TR-3와 거의 유사하나 분리형에서 보았던 변화와 같이 약간의 회로 수정과 반도체화가 있었다. 또한 외부 수신기를 연결할 수 있도록 안테나 전환/뮤트 릴레이가 내장되었다. TR-3의 경우 전환 회로를 직접 만들어야 했다. 비록 PTO의 주파수 범위는 같지만, R-4 시리즈와는 주파수 변환 방식이 다르기 때문에, INJ 코넥터에서 나오는 PTO 주파수와 밴드 수정 발진 주파수가 믹스된 신호로 T-4X를 제어하듯 TR-4나 TR-3를 제어할 수는 없다.
TR-4 트랜시버 (NB장착)

또한 R-4 시리즈에는 기본으로 장착된 노이즈 블랭커도 TR-4에는 옵션이다. 그러나 1970년에는 TR-4에 노이즈 블랭커가 내장된 모델이 생산된다. TR-3와 TR-4에서의 split 교신을 위해서는 RV-4를 사용해야 하는데, crossband 교신은 불가능하다. TR-4는 1964년에서 1973년에 이르기 까지 약 19,000대가 생산되었다.

거의 10년에 걸쳐 베스트 셀러가 된 TR-4는 적어도 5가지의 다른 버젼이 있다. 먼저 믹서에 6EJ7을 사용한 버젼은 다시 두 가지로 나뉘는데, 12BA6이 세개냐 다섯개냐로 차이가 난다. 믹서에 6HS6를 사용한 버젼은 세가지로 나위는데, 12BA6를 세개, 네개, 다섯개 사용한 것으로 나뉜다. 최후 버젼은 TR-4C와 다이얼판의 디자인을 제외하고는 큰 차이가 없다.


TR-4C 트랜시버

1973년에는 4-C라인의 출시와 함께 TR-4도 TR-4C라는 모델로 새로 태어나게 되었다. TR-4C는 1977년까지 7,000여대가 생산된 후, 500Hz의 CW 필터가 내장된 TR-4CW가 출시되어 약 1000여대가 생산되었다. 곧이어 같은 해 TR-4CW/RIT가 나왔는데, 이는 RIT가 내장된 것으로 1978 Drake 4-line이 끝나기 까지 약 1000여대가 생산되었다. 이로써 TR-4C 시리즈는 1973년 부터 1978년 까지 5년가 약 10,000대가 생산되었으며, TR-4 시리즈 전체를 보면 약 30,000대가 생산되어 매우 성공적인 무전기로 평가받고 있다.

TR-4CW 트랜시버

TR-4CW/RIT 트랜시버


1963년의 TR-3와 1978년의 TR-4CW/RIT는 15년이라는 나이가 차이나지만, 기본적인 디자인은 거의 변하지 않았다. 기능상의 변화는 CW sidetone의 추가, AM 복조에 다이오다드 사용, 노이즈 블랭커 옵션, RIT, CW filter, 메인 튜닝 다이얼의 새로운 디자인, PTO의 반도체화, 종단관의 12JB6에서 6JB6로 변화(히터 전압만 바뀜) 등이다.


8. 악세사리

4 라인의 수신기들은 전원부가 내장되어 있으나, 송신기와 트랜시버는 높은 전력과 전압을 필요로하므로 전원부가 따로 있다. TR-3와 함께 나온 전원부는 AC-3로, 스피커 MS-3나 외부 VFO RV-3에 내장할 수 있다. 그리고 모빌 운용을 위해 12V DC에 연결할 수 있는 DC-3 전원도 판매됐다.

AC-3 전원부

DC-3 전원부

RV-3 외부 VFO


4 라인 초기에는 TR-3의 악세사리들이 그대로 쓰였으나 곧 4 라인에 맞게 변경된 것들이 나왔다. 전원부는 AC-4와 DC-4로, 스피커는 MS-4, 외부 VFO는 RV-4로 나왔으며, RV-4는 PTO 회로와 다이얼 눈금, 손잡이의 모양이 4 라인의 진화와 함께 달라진 RV-4C가 나오기도 했다. 그밖에 수동 안테나 튜너 MN-4와 MN-2000, 출력계 W-4, 리니어 앰프 L-4, L-4B를 포함하여 많은 주변 장치들이 출시됐다.

AC-4 전원부

DC-4 전원부

RV-4 외부 VFO


MS-4 스피커

L-4B 리니어 앰프

MN-2000 튜너


C-4 Station Console

FS-4 Freq. Synthesizer

W-4 Watt Meter


악세사리 가운데 눈길을 끄는 것은 FS-4이다. 4 시리즈 수신기들은 수정 발진자를 추가하면 1.5 - 30MHz내의 어느 밴드도 수신할 수 있다. 그러나 수정 소켓의 갯수는 제한되어 있으므로 general coverage로 구성하기에는 무리가 있다. FS-4는 가능한 모든 수정 발진 주파수를 합성해서, 수정을 추가하지 않고도 모든 가능한 주파수 범위에서 수신기가 동작할 수 있게 해준다. 즉, FS-4를 추가하게 되면 general coverage 수신기가 되는 것이다. 수신기의 INJ 신호를 이용해서 송신기를 제어하게 되면 송신기 역시 전 대역에 걸쳐 송신이 가능하다. 따라서 WARC 밴드 운용도 문제가 아니다.


9.관련 제품/장비들

  • Crystal Eliminator: 현대화된 FS-4. QST 2004년 6월호에 제작 기사가 실렸다. 미리 프로그램된 PIC 콘트롤러와 PCB는 FAR Cirtcuits에서 판매하고 있다. 프로젝트 페이지는 여기 이고, ARRL의 기사는 샘플 기사로 현재 이곳에서 다운로드 받을 수 있다. 정정된 부분도 있으므로 모든 자료를 다 받아서 읽은 후에 진행해야 한다. FS-4와 다른 점은, 단순히 고정된 수정발진 주파수를 만들어내는 것이 아니라, 주파수를 가변할 수 있다는 것이다. 따라서 R-4의 메인튜닝 손잡이와 상관없이 수신 (T-4x를 쓴다면 송신 주파수도) 주파수를 바꿀 수 있으며, 그 주파수는 디지탈로 표시된다.

  • Digital Readout: R-4 시리즈의 주파수를 디지탈로 표시하고자 하는 시도는 많았는데, 가장 값싸고 완성도가 높은 것은 AADE (Almost All Digital Electronics)의 제품이다. DFD-1-Drake는 IF offset이 PIC에 아예 프로그램되어 있는 것으로, 다른 용도로 사용할 수 없다. DFD1, DFD1A, DFD3 모두 사용이 가능하며, 이 경우에는 다른 용도로 쓸 수도 있다. K5DKZ는 R-4A에 DFD1를 내장했다. 다이얼이 망가졌다면 고려해볼만도 하다.

  • R-4C 튠업: R-4C를 개조하면 최고의 contest 수신기로 만들 수 있다. 각종 개조 및 튜닝을 Sherwood Engineering에서 제공한다. 모든 것을 다 적용하면 $800이 넘게 든다. 따라서 $1000넘는 가격으로 R-4C가 팔리는 일이 있는 것이다.


    참고문헌

  • Instruction manual R. L. Drake model TR-3 sideband transceiver, 1963.
  • Instruction manual R. L. Drake model TR-4 sideband transceiver, 1964.
  • R. L. Drake Virtual Museum, http://www.dproducts.be/DRAKE_MUSEUM/
  • WB4HFN's Drake page, http://www.wb4hfn.com/DrakeHomePage.htm
  • Collins Radio Classics, http://radioing.com/collins/
  • K5DKZ's Drake page, http://www.qsl.net/k5dkz/Drake.html
  • Drake List, http://www.zerobeat.net/drakelist/
  • Drake Mods V.6, http://www.zerobeat.net/drakelist/drakemod/drmodtoc.html
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