JP3481999B2 - テレビジョン信号受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地上放送（衛星放送で
ないの意）によるテレビジョン信号を船舶等の移動体に
おいて受信するテレビジョン信号受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、船舶などにおいて地上放送のテレ
ビジョン放送を受信する場合、以下に示す３通りの方法
により受信することが行われている。第１の方法は、ア
ンテナ方向（指向性）が回転可能な指向性アンテナを設
置し、受信画質や画像内容を目視によって確認し、その
画質が最良となるように手動でアンテナ方向を調整して
希望のチャンネルの放送を受信する方法である。また第
２の方法は、複数の指向性アンテナを、アンテナの方向
をそれぞれ変えて設置し、それぞれのアンテナ出力の受
信画質や画像内容を目視によって比較確認し、最も良質
な画像が得られるアンテナ系を手動で選択して、希望の
チャンネルの放送を受信する方法である。さらに第３の
方法は、無指向性アンテナを設置し、良好な受信画質が
得られるチャンネルのみを受信する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１および第２
の方法のように指向性アンテナを使用した場合、テレビ
ジョン放送を良好に受信するには、アンテナ指向性の主
ビームの向きを電波到来方向に正確に向ける必要があ
る。船舶が停舶中で、固定受信と同様の条件下において
は、手動で最良の画質となるようにアンテナの向きを調
整することはさほど困難なことではない。しかし、移動
受信の場合、受信位置が時間とともに変化するので受信
条件が時々刻々変わり、アンテナの方向をこれに伴い連
続して制御する必要がある。従来の受信システムでは、
常時受信画質を目視により確認しながら人手により頻繁
にアンテナ操作を行うため、移動しながら連続的に良好
に受信するにはきわめて煩雑な作業を伴っていた。

【０００４】また、地上系のテレビジョン放送はサービ
スエリアが限定されているため、船舶等の移動に伴って
ある放送局のサービスエリアから別の放送局のサービス
エリアへ入った場合に放送チャンネル（周波数）が変わ
るので、次に受信すべきチャンネルをそのつど適切に選
択する必要がある。従来、受信チャンネルは受信者が選
択しなければならないため、例えばＮＨＫの総合テレビ
ジョンのように特定の「系列」の放送の受信を希望する
場合は、複数のサービスエリアにまたがって移動すると
き、サービスエリアごとに受信すべきチャンネルを入手
により適切に選択することは容易ではない。また、上記
無指向性アンテナを設置する方法は余程強電界のところ
を除いて良好な画質は得られず、移動体受信としては適
当でない。

【０００５】本発明の目的は、従来困難であった指向性
アンテナの制御と受信チャンネルの選択を自動化し、受
信者が希望する放送局の「系列」を選択するだけで、移
動中連続して良好に受信することを可能にするテレビジ
ョン信号受信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明テレビジョン信号受信装置は、地上放送によ
るテレビジョン信号を移動体において受信するテレビジ
ョン信号受信装置であって、少なくともそれぞれ複数系
列の特定の放送局から放送されるテレビジョン信号のチ
ャンネル、送信点位置、送信電力、送信アンテナ利得、
送信アンテナ指向性、電波の偏波面および地形データを
記憶した記憶手段と、移動体の位置および方位を検出す
る位置および方位の検出手段と、受信アンテナの向きお
よび偏波面を制御駆動する受信アンテナの制御駆動手段
と、チャンネル選択手段によって選択された特定系列の
特定チャンネルの受信テレビジョン信号の受信レベルを
測定する受信レベル測定手段と、前記チャンネル選択手
段の出力信号を受信し、予め定めたチャンネルのテレビ
ジョン信号に変調または周波数変換する手段と、受信ア
ンテナ出力信号の利得調整を行う利得調整増幅手段と、
前記記憶手段から読み出したそれぞれ複数系列の特定の
放送局から放送されるテレビジョン信号のチャンネル、
送信点位置、送信電力、送信アンテナ利得、送信アンテ
ナ指向性、電波の偏波面および地形データと、前記位置
および方位の検出手段によって検出された移動体の位置
および方位に関する情報と、前記チャンネル選択手段か
らの受信レベル情報とから移動体の位置における移動体
の位置において受信可能な放送局からの電波の受信電界
強度の計算をし、最も良好な受信画質が得られる放送局
を割り出し、該割り出した放送局からのテレビジョン電
波が最も良く受信し得るように前記チャンネル選択手段
のチャンネル制御を行うとともに、前記受信レベル測定
手段によって検出された受信レベルに基づいて前記利得
調整増幅手段に供給する信号を生成する中央演算処理装
置とを具えてなることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明テレビジョン信号受信装置
は、前記チャンネル選択手段は、それぞれ異なる系列の
チャンネルを選択するために複数配置され、それら複数
のチャンネル選択手段の後段には、前記複数のチャンネ
ル選択手段の各出力信号をそれぞれ所定の周波数の信号
に変調または変換する複数の手段と、それら複数の手段
の各出力信号を混合する混合器と、該混合器の出力信号
をテレビジョン受信機毎に分配するための分配器が順次
接続されていることを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明テレビジョン信号受信装置
は、前記移動体の位置および方位に応じてそれぞれの受
信アンテナの向きと偏波面とを互いに独立に制御可能に
するべく２基の受信アンテナとそれら２基の受信アンテ
ナをそれぞれ制御駆動する２個の受信アンテナの駆動手
段を具え、移動体の移動に伴い、前記２基の受信アンテ
ナのうち、使用していない方の受信アンテナが特定系列
の他の特定チャンネルのテレビジョン放送局の方向を向
くように、当該受信アンテナの駆動手段により制御を行
い、該制御が完了した時点で使用中の受信アンテナから
前記使用していない方の受信アンテナに切替えてテレビ
ジョン信号を受信するようにしたことを特徴とするもの
である。

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。まず、本発明テレビジョン信号受信
装置の第１の実施例の構成をブロック線図にて示す図１
につき説明する。図１に示すように、このテレビジョン
信号受信装置は、ヘッドエンド部、受信制御部および受
信アンテナ等を含むその他の部分に大別されるが、その
他の部分は受信アンテナ１、アンテナ回転装置５、利得
調整増幅器２およびテレビジョン受信機１１を含み、受
信アンテナ１とアンテナ回転装置５とは機械的に接続さ
れ、選択した放送の受信に適した指向特性および偏波面
特性となるよう回転される。受信アンテナ１の出力は利
得調整増幅器２に加えられる。増幅器２の出力は必要な
チャンネル数に応じ分配器１２により分配され、テレビ
ジョンチューナ３に印加される。利得調整増幅器２は、
テレビジョンチューナ３の入力レベルが適正となるよう
に、中央演算処理装置７の制御によりその利得が調整さ
れる。

【００１１】また、テレビジョンチューナ３は、中央演
算処理装置７からの制御により受信すべき放送電波のチ
ャンネルに同調し、映像および音声信号を復調する（ま
たは中間周波信号にする）。テレビジョンチューナ３か
ら出力される映像、および音声信号はテレビジョン変調
器４に加えられる。テレビジョン変調器４は、「系列」
ごとに例えば別表１に示すチャンネルに該当する周波数
の搬送波で映像・音声信号を再変調する（または再周波
数変換する）。テレビジョン変調器４の出力は混合器１
３および分配システム１４を経て、テレビジョン受信機
１１に伝送される。テレビジョン受信機１１では表１に
示すチャンネルを受信することにより、希望する「系
列」の放送を視聴できる。

【００１２】

【表１】

【００１３】電波測位装置６は、例えばＧＰＳ(Global
Positioning System) 受信機としての機能を有し、移動
体の現在位置の情報を出力する。また、方位検出装置９
は、例えば地磁気を検出して静止状態での移動体の方位
の情報を出力する。これら得られた位置および方位に関
する情報は中央演算処理装置７に取り込まれる。一方、
外部記憶装置１０には、放送電波のチャンネル、制御に
必要な送信点位置、送信電力（実効輻射電力）、送信ア
ンテナ利得、送信アンテナ指向性、電波の偏波面等の送
信条件に関する情報および日本近海の沿岸地形データ等
の地形データ（以下メッシュデータと呼ぶ）が記憶され
ており、中央演算処理装置７からの要求に応じてこれら
の情報を出力する。

【００１４】中央演算処理装置７は、外部記憶装置１０
からの送信条件に関する情報とメッシュデータ、電波測
位装置６および方位検出装置９からの移動体の位置と方
位に関する情報、およびテレビジョンチューナ３からの
受信レベル情報から、これら情報をもとに移動体の位置
において受信可能な放送局からの電波の受信電界強度の
計算をし、最も良好な受信画質が得られる放送局を割り
出し、その放送局からのテレビジョン電波が最も良く受
信し得るようにテレビジョンチューナ３のチャンネル制
御を行うとともにアンテナ回転装置５を制御する。ま
た、中央演算処理装置７は受信レベル情報をもとに、利
得調整増幅器２の利得制御も行う。

【００１５】ここで、船舶の場合を例にとって中央演算
処理装置７による具体的な処理の仕方につき説明する。
前述したように、中央演算処理装置７は、入力情報（例
えば電波測位装置６などからの船舶の位置情報（ＧＰ
Ｓ）情報）、船舶の方位情報（コンパスからの情報）お
よび放送電波の入力レベル（ヘッドエンド部からの情
報））と、外部記憶装置１０から読み出した情報（テレ
ビジョン放送波の送信点位置、送信チャンネル、送信電
力、送信アンテナ利得、送信アンテナ指向性、偏波面な
どの送信条件に関するデータとメッシュデータ）とか
ら、アンテナの回転制御用信号、アンテナ制御用信号
（偏波面）、利得調整増幅器の利得制御用信号、ヘッド
エンド部の受信チャンネル制御用信号を演算処理によっ
て作り出し、それぞれ必要とされる部分（例えばアンテ
ナ回転装置５、利得調整増幅器２およびテレビジョンチ
ューナ３）に供給する。

【００１６】中央演算処理装置７で行う処理は、受信に
最も適した放送局を選択する処理と、受信装置を構成す
る機器を直接制御する処理とに分けることができる。い
ずれも実時間処理が要求されるため、両者を時分割並列
処理する。

【００１７】放送局を選択する基準は、船舶から放送局
（送信アンテナ）までの距離や方位など位置関係により
受信障害が発生するかどうかである。本発明による受信
装置で注目しているのは、次の３項目である。 （１）受信電界強度 （スノー妨害） （２）地形による遮へい （ゴースト妨害） （３）同一あるいは上下隣接チャンネル混信 （ビー
ト妨害）

【００１８】まず、（１）の受信電界強度は、自由空間
電界強度をもとに海面反射による位相損失を考慮して求
める。スノー妨害となるかどうかは、テレビジョンチュ
ーナ３への入力レベルを受信アンテナ利得から計算して
判断する。また、（２）の地形による遮へいに関して
は、伝搬路上に山岳や島が存在するときは、回折または
遮へいによる損失を考慮する。ゴースト妨害となるかど
うかは、損失量から予測する。さらに、（３）の同一あ
るいは上下隣接チャンネルによる混信については、海上
の伝搬損失が少ないため、地上での受信では問題となら
ないような遠方の放送局からも影響を受けることが考え
られる。混信となるかどうかは、同一あるいは上下隣接
チャンネルで放送している他の放送電波の受信電界強度
と使用している受信アンテナの指向性とから予測する。

【００１９】放送局の選択処理は、船舶の移動速度を考
慮すれば３０秒間隔程度で実施するのが適当である。実
際に即した手順を以下に説明する。すなわち、 （１）ＧＰＳ受信機により船舶の現在位置と移動方向を
計測し、３０秒後の船舶の位置（以下予測位置という）
を割り出す。 （２）送信点のうち、予測位置からの距離の短い順に同
一系列の上位１０局程度について、外部記憶装置に記憶
しているそれぞれの送信データおよび関連するメッシュ
データを用いて、予測位置での受信電界強度の計算と、
地形による遮へい・回折、同一あるいは隣接チャンネル
混信の有無の予測計算を行う。 （３）これら計算の結果、妨害が発生しないか、あるい
は生じても軽微と予想される放送局のうち、最も受信レ
ベルが大きくなる放送局を選ぶ。 （４）手順（１）から３０秒後、船舶が予測位置に到達
したものとみなし、選択した結果を機器の制御処理に引
き渡して手順（１）に戻る。

【００２０】ただし、上記手順において手順（３）で予
測される受信レベルや妨害が同程度の複数の放送局が候
補に上がった場合は、受信レベルの比較では放送局の切
り替えが頻繁になる可能性があるので、放送されている
「系列」および「系列」数を考慮して切り替えが少なく
なるように選択する。また、手順（３）の結果において
第１位と第２位の候補の隔たりが大きいときは下位の候
補まで比較する必要がないので、次回手順（２）で計算
する放送局の数を減少させ、演算処理に要する負担を軽
減する。さらに、同一系列の第２位以下の候補が存在し
ないときは、放送局の切り替えが発生する可能性がない
ので一定時間選択処理を停止する。

【００２１】また、受信装置を構成する機器を直接制御
する処理も、前述したように、上述の放送局を選択する
処理と同時進行形に、選択処理の結果を利用して時分割
並列処理で行われるが、これは次の手順で示される。す
なわち、 （１）船体の方位と現在選択している放送局の地理的方
向からアンテナ主ビームの向くべき方向を算出し、現状
との誤差が３度以上あるときアンテナ回転装置５を制御
して主ビーム方向を修正する。 （２）選択している放送局の偏波面にあわせて、受信ア
ンテナ（偏波面）を切り替える。 （３）選択している放送局の放送チャンネルに合わせ
て、ヘッドエンド部のテレビジョンチューナ３の局発周
波数を制御する。 （４）ヘッドエンド部のテレビジョンチューナ入力レベ
ルが適正となるよう、利得調整増幅器２の利得を調整す
る。この利得調整はテレビジョンチューナが過入力とな
らないよう入力レベルが一番大きいものを基準として行
われる。ただし、手順（２）および手順（３）は初期状
態および選択している放送局が変わったときに制御信号
を出力する。また、手順（１）および手順（４）は常に
入力情報を監視し必要な制御信号を随時出力する。

【００２２】なお、テレビジョンチューナ３およびテレ
ビジョン変調器４は、テレビ受信機１１で選択受信が可
能な「系列」数と同じ数だけ並列に設けられている。こ
のように受信されたテレビジョン信号を、いったん復調
ないし中間周波レベルの信号に変換し、その後再変調
（または再周波数変換）する理由は、移動体内でテレビ
ジョンを視聴している受信者が、受信する放送局が切り
替わってもその度に受信チャンネルを合わせなくてすむ
ようにしているためである。

【００２３】次に、受信アンテナを２基使用した本発明
テレビジョン信号受信装置の第２の実施例につき説明す
る。図２は第２の実施例の構成を示すブロック線図であ
り、同図において、図１と同一の回路要素については同
一の符号を付しその説明を省略する。本実施例が受信ア
ンテナを２基使用することとしたのは次の理由による。

【００２４】すなわち、機械的なアンテナ回転方法で
は、同一放送電波を移動体の移動（位置の変化）や方位
の変化に従って追尾することは可能であるが、ある電波
を受信中に異なった方向から到来する放送電波に切り替
える際に、それら到来方向の方向差に相当する角度を瞬
時に回転することはできない。従って、異なった方向か
らの電波に切り替えるときに、短時間とは言え、どの電
波も受信できない時間帯が発生する。この問題を解決す
るためにアンテナ２基を使用する。

【００２５】図２において、受信アンテナ１および１５
はアンテナ回転装置５および１６とそれぞれ機械的に接
続され、それらは互いに独立して、選択した放送局の電
波の受信に適した指向特性および偏波面となるように中
央演算処理装置７によって制御される。図示のアンテナ
切替スイッチ１７には現在使用中の受信アンテナ１また
は１５の出力を選択的に利得調整増幅器２に接続するた
めのもので、これもその切替が中央演算処理装置７によ
って制御される。以下動作につき説明する。

【００２６】いま移動体が、放送局Ａからの電波を受信
中に、放送局Ａとは異なる位置に置かれ異なる周波数で
同一「系列」のテレビジョン放送を行っている放送局Ｂ
が良好に受信可能な区域に進入し、それ以降は放送局Ａ
より放送局Ｂの電波の方が良好に受信できると判断した
場合を想定する。放送局Ａが良好に受信可能な区域にい
るうちは、アンテナ切替スイッチ１７は受信アンテナ１
側に閉じており、アンテナ回転装置５は放送局Ａの電波
を良好に受信できるように制御されている。この制御状
態およびアンテナ切替スイッチ１７が受信アンテナ１側
に閉じている状態を維持しながら、一方では、受信アン
テナ１５と接続されているアンテナ回転装置１６を放送
局Ｂの電波を良好に受信できるように制御する。この制
御が完了した時点で、アンテナ切替スイッチ１７を制御
し、当該スイッチ１７が受信アンテナ１５側を閉じ、同
時にアンテナ１側を開く。ヘッドエンド部のテレビジョ
ンチューナ３の局発周波数も放送局Ｂの送信周波数に合
わせて設定する。これらはいずれも中央演算処理装置７
からの指令により行われる。以上により、テレビジョン
受信機１１では、放送局Ａの電波から放送局Ｂの電波へ
の切り替えの際にも受信アンテナの回転に要する時間は
無関係となり、従って同一「系列」のテレビジョン放送
の映像および音声をほとんど切れ目なく視聴できること
になる。

【００２７】

【発明の効果】本発明装置を使用することにより、移動
しながら、常に最良の受信画質となる放送局からの電波
を受信することができる。アンテナの指向方向と受信機
の受信チャンネル（周波数）を自動制御するため、受信
者は希望する「系列」の放送を、移動に伴い何らの操作
も必要とせず良好なテレビジョン放送の受信をし続ける
ことができる。

【００２８】船舶でのテレビジョン放送の受信の場合、
例えば大阪−九州間の瀬戸内海航路の場合、現状の受信
可能時間率（実用となる受信画質が得られる時間の、全
区間を航行するのに要する時間に対する百分率）は３０
％程度にとどまっている。これには、主に２つの理由が
考えられる。その１つの理由は、アンテナの指向性や偏
波面に関する制御を行っていないために、アンテナ指向
性によるゴーストや混信など各種妨害の軽減効果がほと
んど得られていないからである。もう１つの理由は、市
販されているテレビ受信機にはプリセット選局方式のも
のが多いが、同時にプリセットできるチャンネル数が一
般に１０から１５チャンネル程度であり、航路周辺に存
在する放送局のうち、限定されたチャンネルしか選局で
きないからである。本発明によれば、受信アンテナの制
御により、アンテナ指向性による妨害の軽減を行い、受
信周波数の制御により、最も良好に受信可能な放送局を
受信することにより、同じ航路での受信可能時間率を９
０％以上に改善できる見込みが実験により確認された。

【００２９】さらに、本発明を従来の放送波の再送信シ
ステムと比較すると、受信アンテナ部分にヘッドエンド
装置が必要となるぶん設置経費が増すが、受信可能区間
が増大して受信システムの稼働率が向上する利点があ
る。また、これまで受信不能区間の対策として設置して
いたビデオなどの装置の経費を見直すことが可能とな
る。さらに、本発明装置は従来のテレビジョン受信機が
そのまま利用可能である点においても経済的である。ま
た、市販のテレビジョン受信機の中で、テレビジョン放
送のチャンネルすべてを簡単に選局できるものもある
が、このような受信機を使用すれば受信機の制御を行わ
ない簡略化したシステムとすることも可能である。この
タイプのシステムには、各系列に対応するチャンネルと
切り替え時刻に関する情報を得る手段をそれぞれの受信
機に備える必要や、受信者がチャンネルを切替えなけれ
ばならないという欠点はあるが、ヘッドエンド装置の経
費は大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の第１の実施例の構成をブロック線
図にて示している。

【図２】本発明装置の第２の実施例の構成をブロック線
図にて示している。

【符号の説明】

１，１５ 受信アンテナ ２ 利得調整増幅器 ３ テレビジョンチューナ ４ テレビジョン変調器 ５，１６ アンテナ回転装置 ６ 電波測位装置 ７ 中央演算処理装置 ８ 受信レベル検出部 ９ 方位検出装置 １０ 外部記憶装置 １１ テレビジョン受信機 １２，１４ 分配器 １３ 混合器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 正美 神戸市中央区中山手通２−24−７ 日本 放送協会神戸放送局内 (56)参考文献 特開 平４−372209（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−286221（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129974（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−30470（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−170464（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−56364（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/44 - 5/46 H01Q 3/04,3/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上放送によるテレビジョン信号を移動
   体において受信するテレビジョン信号受信装置であっ
   て、 少なくともそれぞれ複数系列の特定の放送局から放送さ
   れるテレビジョン信号のチャンネル、送信点位置、送信
   電力、送信アンテナ利得、送信アンテナ指向性、電波の
   偏波面および地形データを記憶した記憶手段と、 移動体の位置および方位を検出する位置および方位の検
   出手段と、 受信アンテナの向きおよび偏波面を制御駆動する受信ア
   ンテナの制御駆動手段と、チャンネル選択手段によって選択された特定系列の特定
   チャンネル の受信テレビジョン信号の受信レベルを測定
   する受信レベル測定手段と、前記チャンネル選択手段の出力信号を受信し、予め定め
   たチャンネルのテレビジョン信号に変調または周波数変
   換する手段と、 受信アンテナ出力信号の利得調整を行う利得調整増幅手
   段と、 前記記憶手段から読み出したそれぞれ複数系列の特定の
   放送局から放送されるテレビジョン信号のチャンネル、
   送信点位置、送信電力、送信アンテナ利得、送信アンテ
   ナ指向性、電波の偏波面および地形データと、前記位置
   および方位の検出手段によって検出された移動体の位置
   および方位に関する情報と、前記チャンネル選択手段か
   らの受信レベル情報とから移動体の位置における移動体
   の位置において受信可能な放送局からの電波の受信電界
   強度の計算をし、最も良好な受信画質が得られる放送局
   を割り出し、該割り出した放送局からのテレビジョン電
   波が最も良く受信し得るように前記チャンネル選択手段
   のチャンネル制御を行うとともに、前記受信レベル測定
   手段によって検出された受信レベルに基づいて前記利得
   調整増幅手段に供給する信号を生成する中央演算処理装
   置とを具えてなることを特徴とするテレビジョン信号受
   信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のテレビジョン信号受信装
   置において、前記チャンネル選択手段は、それぞれ異な
   る系列のチャンネルを選択するために複数配置され、そ
   れら複数のチャンネル選択手段の後段には、前記複数の
   チャンネル選択手段の各出力信号をそれぞれ所定の周波
   数の信号に変調または変換する複数の手段 と、それら複
   数の手段の各出力信号を混合する混合器と、該混合器の
   出力信号をテレビジョン受信機毎に分配するための分配
   器が順次接続されていることを特徴とするテレビジョン
   信号受信装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のテレビジョン信
   号受信装置において、前記移動体の位置および方位に応
   じてそれぞれの受信アンテナの向きと偏波面とを互いに
   独立に制御可能にするべく２基の受信アンテナとそれら
   ２基の受信アンテナをそれぞれ制御駆動する２個の受信
   アンテナの駆動手段を具え、移動体の移動に伴い、前記
   ２基の受信アンテナのうち、使用していない方の受信ア
   ンテナが特定系列の他の特定チャンネルのテレビジョン
   放送局の方向を向くように、当該受信アンテナの駆動手
   段により制御を行い、該制御が完了した時点で使用中の
   受信アンテナから前記使用していない方の受信アンテナ
   に切替えてテレビジョン信号を受信するようにしたこと
   を特徴とするテレビジョン信号受信装置。