JP4244929B2

JP4244929B2 - 地上波ディジタルｔｖ放送受信システム及びそれに適する地上波ディジタルｔｖ放送受信装置

Info

Publication number: JP4244929B2
Application number: JP2005009639A
Authority: JP
Inventors: 真由美金子
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2025-01-17
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Description

本発明は、多指向性アンテナ（スマートアンテナ）を用いた地上波ディジタルＴＶ放送受信システム及びそれに適する地上波ディジタルＴＶ放送受信装置（以下、ＴＶ放送受信装置と略称する）、特に多指向性アンテナに内蔵されている増幅器のゲインを遠隔制御可能なＴＶ放送受信システム及び装置に関する。

ＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送（以下、ＴＶ放送と略称する）が行われている北米大陸では、平野部に大都市が点在するため、各都市の近郊で放送されているＴＶ放送信号を他の都市や、その中間地点で受信することが可能である。ＴＶ放送信号を受信するユーザ側から見ると、様々な方向からＴＶ放送信号が送信されてくるため、自分の見たい番組が放送されている放送局の方向にアンテナの向きを調節する必要がある。そこで、スマートアンテナなど多指向性アンテナが実用化されつつある。

地上波ディジタルＴＶ放送は、受信したディジタルＴＶ放送信号の強度が一定の閾値以上であれば、補正などにより一定の画質の画像が得られるという特徴を有している。そのため、多指向性アンテナを用いることにより、多数のチャンネルのＴＶ放送を視聴することができる。

一般的に、多指向性アンテナは屋外に設置され、チューナやデコーダなどの機能を備えたＴＶ放送受信装置は屋内に配置され、多指向性アンテナとＴＶ放送受信装置の間はケーブルで接続されている。多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号は、その受信状態により、非常に高いレベルのものから、上記閾値ぎりぎりの低いレベルのものまで、様々である。そのため、ＴＶ放送受信装置では、多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルに合わせて、増幅器のゲインを調節してＴＶ放送信号を増幅している。なお、多指向性アンテナ側にも増幅器が設けられているが、現時点で市販されているものでは、増幅器のゲインは固定されている。

上記のように、多指向性アンテナとＴＶ放送受信装置の間はケーブルで接続されているため、ケーブルを介して伝送されてくるＴＶ放送信号にノイズが重畳されることは避けられない。そのため、ＴＶ放送信号のレベルが低い場合、元々Ｓ／Ｎが低い上に、ケーブルを介して伝送されてくる間に重畳されたノイズによりＳ／Ｎがさらに低下する。Ｓ／Ｎが低下したＴＶ放送信号をＴＶ放送受信装置側で増幅し、フィルタリングなどの信号補正処理を行ったとしても、ノイズを十分に除去しきれず、ディスプレイ装置の画面上に再生される画像の画質が劣化する可能性がある。また、ＴＶ放送信号に重畳されるノイズのレベルは、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さなどによって異なる。そのため、同じ多指向性アンテナとＴＶ放送受信装置の組み合わせを用いても、多指向性アンテナなどの設置状況に応じて、特定のチャンネルのＴＶ放送が視聴できたり、あるいはできなかったりして、受信状態の安定性が低い。

なお、ＴＶ放送受信機における増幅器のゲイン調節に関するものとしては、以下の文献が挙げられる。

特許文献１は、２つのチューナを備えたＴＶ受像器において、ＴＶ放送信号を２分配するＴＶ放送信号分配器のゲインをチャンネルごとに最適に設定するために、受信チャンネルと隣接するチャンネルの信号レベル差を求め、受信チャンネルに比べて隣接チャンネルの信号レベルが高いときは、隣接チャンネルからの妨害を受ける可能性があるため、ＴＶ放送信号分配器のゲインを低く設定している。また、受信チャンネルに比べて隣接チャンネルの信号レベルが低いときは、ＴＶ放送信号分配器のゲインを高く設定し、Ｓ／Ｎを向上させている。

特許文献２は、自動車などの移動体用ＴＶ放送信号受信装置において、ビルディングなどの構造物からの反射波によって生ずるマルチパス妨害を改善するために、自動ゲイン調整可能な高周波増幅回路と中間周波増幅回路と、中間周波増幅回路の周波数特性補正手段を有し、中間周波増幅回路の周波数特性の補正を行う際に、高周波増幅回路のゲイン制御の開始点を受信入力レベルが大きい側に移行させている。

特許文献３は、ＴＶ放送信号とＦＭラジオ放送信号の受信が可能な中間周波処理装置において、ＦＭラジオ放送信号を受信するときは、外部からの制御信号によってＶＩＦアンプの回路動作をオフにしている。

特許文献４は、第１自動ゲイン制御回路と、第１自動ゲイン制御回路の出力が所定の閾値を超えたときに動作する第２自動ゲイン制御回路を備えた遅延自動ゲイン制御回路において、第２自動ゲイン制御回路を、第１自動ゲイン制御回路の出力ピーク値と閾値との差を取りだしてピーク値を検波する回路で構成し、ループゲインの変動及び低下を防止している。

ＴＶ放送信号のレベルが閾値ぎりぎりの低いレベルの場合に、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さなどに起因して受信状態が不安定になり、そのＴＶ放送が視聴できるか否かが問題となるのは、地上波ディジタル放送特有の問題点であり、これらの各文献に記載された技術をそのまま応用しても解決されるものではない。
特開平１１−２８９４９９号公報特開平９−９３５０９号公報特開２００４−１９３７２３号公報特開昭５７−４２２１８号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さなどにかかわらず、受信状態の安定した地上波ディジタルＴＶ放送受信システム及びそれに適する地上波ディジタルＴＶ放送受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、
平野部に大都市が点在し、各都市の近郊で放送されているＴＶ放送信号を他の都市や、その中間地点で受信可能な、屋外に設置される多指向性アンテナと屋内に設置されるＴＶ放送受信装置をケーブルで接続した地上波ディジタルＴＶ放送受信システムにおいて、
前記多指向性アンテナは、
前記ＴＶ放送信号受信装置から出力される受信方向制御信号に基づいて、複数の受信方向のいずれか１つを選択する受信方向選択手段と、
前記ＴＶ放送受信装置から送信されたゲイン制御信号によりゲインが制御され、受信したＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送（以下、ＴＶ放送と略称する）信号を増幅する可変増幅手段とを備え、
前記ＴＶ放送信号受信装置は、
前記ケーブルを介して前記多指向性アンテナに接続され、ＴＶ放送信号の受信を行うＴＶ放送信号受信手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行うＴＶ放送信号処理手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力するＴＶ放送信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された情報を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、
前記多指向性アンテナに対して、ＴＶ放送信号を受信するための受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力する受信方向制御信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段によるＴＶ放送信号のレベルの検出結果に基づいて、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを制御するためのゲイン制御信号を出力するゲイン制御信号出力手段と、
ＴＶ放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段を備え、
前記信号レベル検出手段は、ＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する信号レベルの関係を記載したルックアップテーブルを記憶し、受信されたＴＶ放送信号に基づいて前記ルックアップテーブルを参照し、受信されたＴＶ放送信号の電圧に対応する１つの信号レベルを出力し、
前記ゲイン制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナの可変増幅手段の調節可能なゲインの値又は段数のそれぞれに対する信号レベルとゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧の関係を記載した複数のルックアップテーブル、及び前記ＴＶ放送信号処理手段により適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値及び最小値を記憶し、ユーザがチャンネル切り換え操作を行うと、前記信号レベル検出手段から出力された信号レベルに基づいて各ルックアップテーブルを参照し、信号レベルに対応する複数の予想されるＴＶ放送信号の電圧の中で前記適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値と最小値の間で最も大きい値を示しているルックアップテーブルに対応するゲインの値又は段数を決定し、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを決定された値又は段数に変更するためにゲイン制御信号を出力し、
前記多指向性アンテナの可変増幅手段は、受信したＴＶ放送信号のゲインを決定された値又は段数に変更し、それによって、前記多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルを、前記ＴＶ放送信号受信装置で適正に処理しうる範囲内で可能な限り高くすることにより、ＴＶ放送信号のＳ／Ｎを高くして、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さにかかわらず、安定した受信状態が得られることを特徴とする。

請求項２の発明は、
平野部に大都市が点在し、各都市の近郊で放送されているＴＶ放送信号を他の都市や、その中間地点で受信可能な、ＴＶ放送信号を増幅する可変増幅手段を備えた屋外に設置された多指向性アンテナにケーブルを介して接続される地上波ディジタルＴＶ放送受信装置において、
前記ケーブルを介して前記多指向性アンテナに接続され、ＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送（以下、ＴＶ放送と略称する）信号の受信を行うＴＶ放送信号受信手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行うＴＶ放送信号処理手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力するＴＶ放送信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された情報を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、
前記多指向性アンテナに対して、ＴＶ放送信号を受信するための受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力する受信方向制御信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段によるＴＶ放送信号のレベルの検出結果に基づいて、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを制御するためのゲイン制御信号を出力するゲイン制御信号出力手段と、
ＴＶ放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段を備え、
前記信号レベル検出手段は、ＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する信号レベルの関係を記載したルックアップテーブルを記憶し、受信されたＴＶ放送信号に基づいて前記ルックアップテーブルを参照し、受信されたＴＶ放送信号の電圧に対応する１つの信号レベルを出力し、
前記ゲイン制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナの可変増幅手段の調節可能なゲインの値又は段数のそれぞれに対する信号レベルとゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧の関係を記載した複数のルックアップテーブル、及び前記ＴＶ放送信号処理手段により適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値及び最小値を記憶し、ユーザがチャンネル切り換え操作を行うと、前記信号レベル検出手段から出力された信号レベルに基づいて各ルックアップテーブルを参照し、信号レベルに対応する複数の予想されるＴＶ放送信号の電圧の中で前記適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値と最小値の間で最も大きい値を示しているルックアップテーブルに対応するゲインの値又は段数を決定し、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを決定された値又は段数に変更するためにゲイン制御信号を出力し、
前記多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルを、前記ＴＶ放送信号受信装置で適正に処理しうる範囲内で可能な限り高くすることにより、ＴＶ放送信号のＳ／Ｎを高くして、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さにかかわらず、安定した受信状態が得られることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ユーザがＴＶ放送信号受信装置を操作して受信チャンネルを変えると、受信方向決定手段により、そのチャンネルのＴＶ放送信号を受信するのに最適な受信方向が決定され、それに応じて受信方向制御信号出力手段は、決定された方向に多指向性アンテナの受信方向を選択させるように受信方向制御信号を出力する。それによって、多指向性アンテナは、最適な受信方向でそのチャンネルのＴＶ放送信号を受信することができる。ところで、地上波ディジタルＴＶ放送では、ＴＶ放送信号のレベルが所定の閾値を超えていれば、そのチャンネルのＴＶ放送を視聴することができる。そのため、多指向性アンテナで受信した段階でＴＶ放送信号のレベルが閾値ぎりぎりの低レベルである場合もあり得る。ＴＶ放送受信装置の信号レベル検出手段は、入力されたＴＶ放送信号の電圧を用いてルックアップテーブルを参照し、受信されたＴＶ放送信号の電圧に対応する１つの信号レベルを出力する。そして、ゲイン制御信号出力手段は、信号レベル検出手段から出力された信号レベルに基づいて各ルックアップテーブルを参照し、信号レベルに対応する複数の予想されるＴＶ放送信号の電圧の中で適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値と最小値の間で最も大きい値を示しているルックアップテーブルに対応するゲインの値又は段数を決定し、多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを決定された値又は段数に変更するためにゲイン制御信号を出力する。その結果、多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルを、ＴＶ放送信号受信装置で適正に処理しうる範囲内で可能な限り高くすることができ、多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のＳ／Ｎを高くすることができる。仮にケーブルの伝送途中にＴＶ放送信号にノイズが重畳したとしても、ＴＶ放送受信装置に入力される段階で高いＳ／Ｎを維持することができ、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さなどにかかわらず、受信状態が安定する。そして、ユーザは選択したチャンネルのＴＶ放送を視聴することができる。

請求項２の発明によれば、多指向性アンテナ自身が可変増幅器を有しており、多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルを変化させることができる。また、この可変増幅器のゲインはＴＶ放送信号受信装置側から制御される。そのため、多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルをＴＶ放送信号受信装置側で検出し、ＴＶ放送信号受信装置で適正に信号処理できない場合には、多指向性アンテナの可変増幅器のゲインを変更することにより、ＴＶ放送信号のレベルを高くしてＳ／Ｎを改善することができる。その結果、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さなどにかかわらず、受信状態を安定させることができる。

請求項３の発明によれば、上記請求項１の地上波ディジタルＴＶ放送受信システムに適する地上波ディジタルＴＶ放送受信装置を提供することができる。

請求項４の発明によれば、上記請求項２の地上波ディジタルＴＶ放送受信システムに適する地上波ディジタルＴＶ放送受信装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る地上波ディジタルＴＶ放送受信システム及びそれに適する地上波ディジタルＴＶ放送受信装置について説明する。まず、本実施形態に係る地上波ディジタルＴＶ放送信号受信システムの構成を図１に示す。このシステムは、屋内に設置されるＴＶ放送信号受信装置（セットトップボックス）１と、屋外に設置される多指向性アンテナ２と、ＴＶ放送受信装置１に接続されたディスプレイ装置３と、多指向性アンテナ２とＴＶ放送受信装置１とを接続するケーブル４などで構成されている。

ＴＶ放送信号受信装置１は、ＴＶ放送信号を受信するチューナ（ＴＶ放送信号受信手段）１１、チューナ１１で受信したディジタルＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行い、復号化するＡＴＳＣフロントエンド１２、ＭＰＥＧ圧縮されていたＴＶ放送信号をデコードするＭＰＥＧデコーダ（ＴＶ放送信号処理手段）１３、デコードされたＴＶ放送信号に所定の表示画像を重畳させるオンスクリーンディスプレイ部（ＯＳＤ：ＴＶ放送信号出力手段））１４、チューナ１１により受信したＴＶ放送信号の受信状態を検知し、多指向性アンテナ２の制御ユニット２２を制御すると共に、ＡＴＳＣフロントエンド１２やＭＰＥＧデコーダ１３などを制御する制御部（全体制御手段）１６、デコードされたＴＶ放送信号を一時的に記憶し、またデコードされたＴＶ放送信号に重畳させる表示画像を記憶するメモリ（記憶手段）１７、リモコン装置１５からの信号を受信するリモコン受信部１８、ケーブル４に接続されるモジュラ端子１９などで構成されている。ＭＰＥＧデコーダ１３によりデコードされたＴＶ放送信号は、オンスクリーンディスプレイ部１４を介してディスプレイ装置３に出力され、表示される。なお、チューナ１１は、ＴＶ放送信号受信装置１側のゲイン自動調節が可能な増幅器（ＡＧＣ）を備えているものとする。

多指向性アンテナ２は、例えば規格で定められた１６の受信方向を有するアンテナ本体部２１と、アンテナ本体部２１の全体的な制御を行う制御ユニット２２で構成されている。制御ユニット２２は、さらに、ＴＶ放送信号受信装置１から出力される受信方向制御信号に基づいて、複数の受信方向のいずれか１つを選択する受信方向切り換え器（受信方向選択手段）２３と、受信したＴＶ放送信号を増幅する可変増幅器（アンプ：可変増幅手段）２４を備えている。可変増幅器２４は、ＴＶ放送受信装置１から送信されたゲイン制御信号によりゲイン制御が可能である。

制御部１６は、制御プログラムなどを記憶したＲＯＭ、制御プログラムなどを実行するＣＰＵ及びタイマーなどで構成され、さらに、後述する受信方向決定手段、受信方向制御信号出力手段、信号レベル検出手段及びゲイン制御信号出力手段として機能し、必要に応じてメモリ１７に記憶されているデータを読み出したり、メモリ１７にデータを一時的に記憶させたりする。メモリ１７は、Ｄ−ＲＡＭなどの揮発性メモリの他、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成されていてもよい。また、ケーブル４は、多指向性アンテナ２からＴＶ放送信号受信装置１にＴＶ放送信号を伝送すると共に、ＴＶ放送受信装置１から多指向性アンテナ２に対して受信方向制御信号及びゲイン制御信号を伝送しうるように、複数の信号線を束ねた同軸ケーブル等で構成されている。

次に、本実施形態における地上波ディジタルＴＶ放送のＴＶ放送信号受信動作について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ユーザがリモコン装置１５を操作してチャンネルの切り換え操作を行うと、リモコン受信部１８は、リモコン装置１５から送信された信号を受信し、受信した信号に応じて、チャンネル切り換え信号を制御部１６に出力する。制御部１６は、受信方向決定手段として機能し、メモリ１７記憶された情報を用いて、選択されたチャンネルについての最適な受信方向を決定する（Ｓ１）。多指向性アンテナ２を使用した地上波ディジタルＴＶ放送受信システムでは、同一のチャンネルのＴＶ放送信号が複数の受信方向で受信可能であることが多い。そこで、最初に多指向性アンテナ２をＴＶ放送受信装置１に接続したときに、全ての方向についてそれぞれ受信可能なチャンネルの検索と受信したＴＶ放送信号のレベルの測定を行う。そして、特定のチャンネルについて、例えばＴＶ放送信号のレベルが最も高い方向が、そのチャンネルについての最適受信方向としてメモリ１７に記憶されている。受信方向が決定されると、制御部１６は、受信方向制御信号出力手段として機能し、多指向性アンテナ２に対して、ＴＶ放送信号を受信するための受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力する（Ｓ２）。多指向性アンテナ２の受信方向切り換え器２３は、ＴＶ放送信号受信装置１からの受信方向制御信号に基づいて、アンテナ本体部２１の受信方向を決定された受信方向に切り換える（Ｓ３）。それにより、最適な受信方向でそのチャンネルのＴＶ放送信号を受信することができる（Ｓ４）。

多指向性アンテナ２で受信されたＴＶ放送信号は、必要に応じて可変増幅器２４により増幅又は減衰されて、ケーブル４を介してＴＶ放送信号受信装置１に出力される。チャンネルが切り換えられたときは、可変増幅器２４のゲインは、その前に視聴されていたチャンネルのＴＶ放送信号のレベルに合わせて調節されている。可変増幅器２４のゲインが新たに選択されたチャンネルのＴＶ放送信号のレベルに適合しているかどうかは不明であるため、ＴＶ放送受信装置１の制御部１６は、信号レベル検出手段として機能し、チューナ１１により受信されたＴＶ放送信号のレベルを検出する（Ｓ５）。このときのＴＶ放送信号は、その時点で設定されているゲインにより可変増幅器２４により増幅又は減衰されている。

具体的には、制御部１６のＲＯＭは、チューナ１１から出力されるＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する入力信号のレベルの関係を記載したルックアップテーブルを記憶している。そして、制御部１６は、チューナ１１で受信されたＴＶ放送信号、例えばそのＴＶ放送信号のピーク電圧に基づいてルックアップテーブルを参照し、受信されたＴＶ放送信号の電圧に対応する１つの入力信号のレベル値を出力する。ルックアップテーブルは、例えば図３に示すような特性曲線に従って、入力されたＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する入力信号のレベル値が設定されている。図３中、縦軸はチューナ１１の増幅器（ＡＧＣ）から出力されるゲイン調節されたＴＶ放送信号の電圧値を表し、横軸は入力信号のレベル値を表す。例えば、ゲイン調節された電圧値を高い順にＶ_ａｇｃ１、Ｖ_ａｇｃ２、Ｖ_ａｇｃ３とし、対応する入力信号のレベル値を順にＶ_ｉｎ１、Ｖ_ｉｎ２、Ｖ_ｉｎ３する。

入力信号のレベル値が出力されると、制御部１６は、ゲイン制御信号出力手段として機能し、ＴＶ放送信号のレベルの検出結果に基づいて、多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを制御するためのゲイン制御信号を出力する（Ｓ６）。具体的には、制御部１６のＲＯＭは、多指向性アンテナ２の可変増幅器２４の調節可能なゲインの値又は段数のそれぞれに対する信号レベルとゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧の関係を記載した複数のルックアップテーブル、及びＡＴＳＣフロントエンド１２やＭＰＥＧデコーダ１３等で適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値Ｖ_ＭＡＸ及び最小値Ｖ_ＭＩＮを記憶している。そして、制御部１６は、信号レベルに基づいて各ルックアップテーブルを参照し、信号レベルに対応する複数の予想されるＴＶ放送信号の電圧の中で適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値Ｖ_ＭＡＸと最小値Ｖ_ＭＩＮの間で最も大きい値を示しているルックアップテーブルに対応するゲインの値又は段数を決定し、それに対応するゲイン制御信号を出力する。

ここでのルックアップテーブルは、例えば図４に示すように、多指向性アンテナ２の可変増幅器２４で変更可能なゲインの値又は段数（例えば５段とする）に応じた複数の特性曲線（直線）に従って、入力された信号レベルとそれに対応するゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧値が設定されている。図４中、縦軸はゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧値を表し、横軸は入力される信号レベル値を表す。例えば、信号レベル値がＶ_ｉｎ１であったとすると、信号レベル値Ｖ_ｉｎ１に対応する各特性曲線Ｌ１〜Ｌ５上の５つの値のうち特性曲線Ｌ２〜Ｌ４上の３つの値が適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値Ｖ_ＭＡＸと最小値Ｖ_ＭＩＮの間に入っている。制御部１６は、この３つの値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の内、最大値Ｖ_ＭＡＸに最も近い値Ｖ１を示す特性曲線２のゲインの値又は段数（第２段）を可変増幅器２４の変更されるべきゲインの値又は段数として決定する。特性曲線の数やそのゲイン値は任意に設定することができ、例えば特性曲線Ｌ３のゲインをかけない場合、すなわち受信したＴＶ放送信号をそのまま出力する場合とし、特性曲線Ｌ１及びＬ２を＋のゲイン、すなわちＴＶ放送信号を増幅させて出力する場合とし、特性曲線Ｌ４及びＬ５を−のゲイン、すなわちＴＶ放送信号を減衰させ出力する場合としてもよい。

ゲイン制御信号は、制御部１６からモジュラ端子１９及びケーブル４を介して多指向性アンテナ２に送信される。多指向性アンテナ２の制御ユニット２２は、ゲイン制御信号を受信すると、可変増幅器２４のゲインを決定された値又は段数に変更する。その結果、多指向性アンテナ２から出力されるＴＶ放送信号のレベルを、ＴＶ放送信号受信装置１で適正に処理しうる範囲内で可能な限り高くすることができ、多指向性アンテナ２から出力されるＴＶ放送信号のＳ／Ｎを高くすることができる。また、仮にケーブル４の伝送途中でＴＶ放送信号にノイズが重畳したとしても、ＴＶ放送受信装置１に入力される段階で高いＳ／Ｎを維持することができる。特に、多指向性アンテナ２で受信した段階でＴＶ放送信号のレベルが所定の閾値ぎりぎりの低レベルであったとしても、多指向性アンテナ２から出力される段階では、ＴＶ放送信号のレベルは可能な限り高くなるように増幅されているので、多指向性アンテナ２及びＴＶ放送受信装置１の設置場所やケーブル４の長さなどにかかわらず、受信状態が安定する。そして、ユーザは選択したチャンネルのＴＶ放送を視聴することができる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されるものではなく、少なくとも多指向性アンテナは、ＴＶ放送受信装置側からゲインの制御が可能であり、受信したＴＶ放送信号を増幅する可変増幅手段を備え、ＴＶ放送信号受信装置は、多指向性アンテナから出力されたＴＶ放送信号のレベルを検出し、検出したレベルに応じて、可変増幅手段のゲインを制御することができればよい。また、上記実施形態では、図２に示すように、チャンネル切り換え時に多指向性アンテナ２の可変増幅器２４のゲイン調節を行う場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一定時間ごとに又は不定期に、多指向性アンテナから出力されたＴＶ放送信号のレベルを検出し、検出したレベルに応じて、可変増幅器のゲインを調節するように構成してもよい。

さらに、本発明に係る地上波放送ディジタルＴＶ信号受信装置は、地上波ディジタル放送受信用のセットトップボックスに限定されず、チューナ機能を有するＴＶ受像器やＤＶＤレコーダなどであってもよい。

本発明の一実施形態に係る地上波ディジタルＴＶ放送受信システム（地上波ディジタルＴＶ放送受信装置）の構成を示すブロック図。上記一実施形態における地上波ディジタルＴＶ放送のＴＶ放送信号受信動作を示すフローチャート。上記一実施形態における入力されたＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する信号レベル値の関係を示すグラフ。上記一実施形態における多指向性アンテナの可変増幅器で変更可能なゲインの値又は段数に応じた、入力された信号レベルとそれに対応するゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧値の関係を示すグラフ。

符号の説明

１地上波ディジタルＴＶ放送信号受信装置（ＴＶ放送信号受信装置）
２多指向性アンテナ
３モニタ装置
４ケーブル
１１チューナ（ＴＶ放送信号受信手段）
１２ＡＴＳＣフロントエンド
１３ＭＰＥＧデコーダ（ＴＶ放送信号処理手段）
１４オンスクリーンディスプレイ部
１５リモコン装置
１６制御部（全体制御部、受信方向決定手段、受信方向制御信号出力手段、信号レベル検出手段、ゲイン制御信号出力手段）
１７メモリ（記憶手段）
２１アンテナ本体部
２２制御ユニット
２３受信方向切り換え器（受信方向選択手段）
２４可変増幅器（可変増幅手段）

Claims

平野部に大都市が点在し、各都市の近郊で放送されているＴＶ放送信号を他の都市や、その中間地点で受信可能な、屋外に設置される多指向性アンテナと屋内に設置されるＴＶ放送受信装置をケーブルで接続した地上波ディジタルＴＶ放送受信システムにおいて、
前記多指向性アンテナは、
前記ＴＶ放送信号受信装置から出力される受信方向制御信号に基づいて、複数の受信方向のいずれか１つを選択する受信方向選択手段と、
前記ＴＶ放送受信装置から送信されたゲイン制御信号によりゲインが制御され、受信したＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送（以下、ＴＶ放送と略称する）信号を増幅する可変増幅手段とを備え、
前記ＴＶ放送信号受信装置は、
前記ケーブルを介して前記多指向性アンテナに接続され、ＴＶ放送信号の受信を行うＴＶ放送信号受信手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行うＴＶ放送信号処理手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力するＴＶ放送信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された情報を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、
前記多指向性アンテナに対して、ＴＶ放送信号を受信するための受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力する受信方向制御信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段によるＴＶ放送信号のレベルの検出結果に基づいて、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを制御するためのゲイン制御信号を出力するゲイン制御信号出力手段と、
ＴＶ放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段を備え、
前記信号レベル検出手段は、ＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する信号レベルの関係を記載したルックアップテーブルを記憶し、受信されたＴＶ放送信号に基づいて前記ルックアップテーブルを参照し、受信されたＴＶ放送信号の電圧に対応する１つの信号レベルを出力し、
前記ゲイン制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナの可変増幅手段の調節可能なゲインの値又は段数のそれぞれに対する信号レベルとゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧の関係を記載した複数のルックアップテーブル、及び前記ＴＶ放送信号処理手段により適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値及び最小値を記憶し、ユーザがチャンネル切り換え操作を行うと、前記信号レベル検出手段から出力された信号レベルに基づいて各ルックアップテーブルを参照し、信号レベルに対応する複数の予想されるＴＶ放送信号の電圧の中で前記適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値と最小値の間で最も大きい値を示しているルックアップテーブルに対応するゲインの値又は段数を決定し、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを決定された値又は段数に変更するためにゲイン制御信号を出力し、
前記多指向性アンテナの可変増幅手段は、受信したＴＶ放送信号のゲインを決定された値又は段数に変更し、それによって、前記多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルを、前記ＴＶ放送信号受信装置で適正に処理しうる範囲内で可能な限り高くすることにより、ＴＶ放送信号のＳ／Ｎを高くして、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さにかかわらず、安定した受信状態が得られることを特徴とする地上波ディジタルＴＶ放送受信システム。
平野部に大都市が点在し、各都市の近郊で放送されているＴＶ放送信号を他の都市や、その中間地点で受信可能な、ＴＶ放送信号を増幅する可変増幅手段を備えた屋外に設置された多指向性アンテナにケーブルを介して接続される地上波ディジタルＴＶ放送受信装置において、
前記ケーブルを介して前記多指向性アンテナに接続され、ＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送（以下、ＴＶ放送と略称する）信号の受信を行うＴＶ放送信号受信手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行うＴＶ放送信号処理手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力するＴＶ放送信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された情報を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、
前記多指向性アンテナに対して、ＴＶ放送信号を受信するための受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力する受信方向制御信号出力手段と、
前記ＴＶ放送信号受信手段により受信されたＴＶ放送信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段によるＴＶ放送信号のレベルの検出結果に基づいて、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを制御するためのゲイン制御信号を出力するゲイン制御信号出力手段と、
ＴＶ放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段を備え、
前記信号レベル検出手段は、ＴＶ放送信号の電圧とそれに対応する信号レベルの関係を記載したルックアップテーブルを記憶し、受信されたＴＶ放送信号に基づいて前記ルックアップテーブルを参照し、受信されたＴＶ放送信号の電圧に対応する１つの信号レベルを出力し、
前記ゲイン制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナの可変増幅手段の調節可能なゲインの値又は段数のそれぞれに対する信号レベルとゲイン変更後の予想されるＴＶ放送信号の電圧の関係を記載した複数のルックアップテーブル、及び前記ＴＶ放送信号処理手段により適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値及び最小値を記憶し、ユーザがチャンネル切り換え操作を行うと、前記信号レベル検出手段から出力された信号レベルに基づいて各ルックアップテーブルを参照し、信号レベルに対応する複数の予想されるＴＶ放送信号の電圧の中で前記適正に処理可能なＴＶ放送信号の電圧の最大値と最小値の間で最も大きい値を示しているルックアップテーブルに対応するゲインの値又は段数を決定し、前記多指向性アンテナの可変増幅手段のゲインを決定された値又は段数に変更するためにゲイン制御信号を出力し、
前記多指向性アンテナから出力されるＴＶ放送信号のレベルを、前記ＴＶ放送信号受信装置で適正に処理しうる範囲内で可能な限り高くすることにより、ＴＶ放送信号のＳ／Ｎを高くして、多指向性アンテナ及びＴＶ放送受信装置の設置場所やケーブルの長さにかかわらず、安定した受信状態が得られることを特徴とする地上波ディジタルＴＶ放送受信装置。