JP5153555B2 - 地上デジタル放送の受信障害改善方法 - Google Patents

Description

本発明は、送電鉄塔が地上デジタル放送に及ぼす受信障害の改善方法に関する。

従来から電波障害が発生した場合の対策方法として、アンテナを２本垂直に配置して、それらの出力を合成するスタック方式（特許文献１）や、同軸ケーブルのケーブル長を変更し、所定の偏差範囲に収めるための位相調整を行う位相調整用同軸コネクタが知られている（特許文献２）。

特開昭５４−１０８５５５号公報 特開２００４−２９６４００号公報

しかし、送電鉄塔の近辺においては、送電設備に電波が入射することで、電線と送電鉄塔から無数の散乱波が発生するため、受信電界が減衰することによって、受信電波の品質に影響を与えるといった問題が発生しており、スタック方式を使用して受信電界を増加させようとしても、さらに受信電界が低下してしまう場合があった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点を解消し、送電鉄塔の近辺において、受信障害が発生し、スタック方式を使用して受信障害を解消する際に、受信電界が低下してしまった場合であっても、位相調整を行い、地上デジタル放送の受信障害を改善する方法を提供することにある。

また、位相調整には、位相調整器を使用することが一般的であるが、この位相調整器は高額であり、家庭用テレビの受信用途において、位相を調整するための汎用品は市販されていない。例え、位相調整器を使用したとしても、その調整範囲が狭いため、家庭用テレビの受信用途においては、対応できない場合があった。また、その調整には時間がかかるため、現場で早急に対処することができないといった問題もあった。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、地上デジタル放送を受信する既設アンテナに対して増設アンテナを配置し、各アンテナに接続した同軸ケーブルを混合器に接続して全アンテナの合成出力を得る地上デジタル放送の受信障害改善方法であって、長さの異なる複数の位相調整用同軸ケーブルを用意し、前記位相調整用同軸ケーブルを、少なくとも一つのアンテナ系の同軸ケーブルと混合器との間に順番に挿入接続して受信電界を測定し、前記合成出力が最大となる組み合わせを抽出することにある。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記位相調整用同軸ケーブルは、両端にコネクタを有することにある。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明に加え、前記位相調整用同軸ケーブルは、１５ｃｍと、その１５ｃｍから所定寸法間隔で長さを変更したものとを用意することにある。

本発明によれば、送電鉄塔の近辺において、受信障害が発生し、スタック方式を使用して受信障害を解消する際に、受信電界が低下してしまった場合であっても、デジタル電波の受信電界強度を増加させることができる。また、高額な位相調整器や位相差を測定する測定器を購入する必要がなく、安価に製作することができる。他にも、現場で簡便に対応可能であるため、電波障害の発生している地域内の多数のアンテナに短時間で対策をすることができる。加えて、改善効果が非常に高い。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、デジタル電波の受信状態を示す説明図である。図２は、スタック方式を使用した受信状況を示す説明図である。図３は、位相調整を示す説明図である。図４は、同軸ケーブルの一端を解放して逆側から見たときのリアクタンスが、１／４波長毎に、容量性から誘導性へと変化する状況を示す説明図である。

図１に示すように、デジタル電波は、直接波４，４・・として、一般的に送信アンテナ１から送信アンテナ１と送電鉄塔２との間に位置する前方側エリア７の一般住宅３，３・・と、送電鉄塔２の後方に位置する遮蔽側エリア８の一般住宅３，３・・のアンテナに送信される。この時に、一部の直接波５，５・・が送電鉄塔２と電線とに入射することによって、散乱波６が発生する。この散乱波６が、遮蔽側エリア８の一般住宅３，３・・のアンテナに直接波５，５・・とともに受信されることによって受信電界が減衰し、受信品質に影響を与える。なお、送電鉄塔２から前方側エリアに発生する散乱波６，６・・については、特定の方向からのみ受信するアンテナの特性から、この影響は除外される。

このような受信障害に対し、従来から行われている対策として、アンテナのスタック方式を使用することが知られている。図２（ａ）に示すように、このスタック方式は、既設アンテナ９のみでは受信した電波の出力が弱い場合、既設アンテナ９に加え、増設アンテナ１０を垂直に配設するものである。そして、表１に示すように、既設アンテナ９の出力に、増設アンテナ１０の出力を加えることで、既設アンテナ９単体の出力よりもさらに出力を上げることが可能となり、受信障害を解消することができる。この場合、全チャンネルに渡って受信電界の出力が上がっている。

しかし、このスタック方式による受信障害対策を行った場合であっても、必ず受信電界の出力をあげることができるわけではなく、遮蔽側エリア８では、表２に示すように、既設アンテナ９の受信電界の出力に比べ、スタック方式を行い、増設アンテナ１０の出力を加えた後の方が、かえって受信電界の出力を低下させてしまう場合がある。この現象は、送電鉄塔２との離隔距離が比較的短い地点において発生することがある。

この原因として考えられるものは、２本のアンテナに入力される直接波５が支配的であるのに対し、送電鉄塔２のごく近傍では、送電鉄塔２から発生する散乱波６が支配的となる場合があり、図２（ｃ）に示すように、増設アンテナ１０の位相ずれした直接波５が入力されることによるものと考えられる。

ここで、スタック方式による合成は、位相のずれが生じないように、既設アンテナ９から混合器１３の間を繋ぐ同軸ケーブル１１のケーブル長と、増設アンテナ１０から混合器１３の間を繋ぐ同軸ケーブル１２のケーブル長とを精度良く、一致させることが重要である。しかし、前記のような状況となっている場合は、スタック方式による合成を行っても、両アンテナの受信電波が打ち消し合うこととなり、受信電界の合成出力が低下する。

なお、同軸ケーブル１１は、テレビ放送のように高周波帯域を使用するものにおいて、伝送波長に比べてケーブル長が十分に長い場合、分布定数回路として扱うべきことは周知の技術である。一方、ケーブル長が伝送波長より短い場合は、集中定数回路としての作用を無視することのできない場合がある。それ故、これらのことを考慮すると、地上デジタル放送の周波数帯域において、集中定数回路として使用する場合の同軸ケーブルは、ケーブル長が取り扱う周波数の波長（例えばチャンネル１８の場合、約６０ｃｍ）以下のものであれば良く、取扱いの容易な長さである。

また、図４では、同軸ケーブル１１の一端を解放し、解放端の逆側から見たリアクタンスが、１／４波長毎に容量性から誘導性へと交互に変化していくイメージを表しており、１／４波長程度の長さでは、集中定数的に取り扱う必要があることを示唆している。そのため、２本のアンテナ出力の位相差を知るためには測定器を使用することが考えられるが、現場において、そのような測定をすることは現実的ではない。

以上のことから、ここでは位相調整手段が採用される。すなわち、事前に所定の長さ（例えば１０ｃｍ）で切断した位相調整用同軸ケーブル１６と、この位相調整用同軸ケーブル１６と長さの異なる（例えば１５ｃｍ）位相調整用同軸ケーブル２１と、さらにこれらと長さの異なる（例えば２０ｃｍ）位相調整用同軸ケーブル２２，・・・と、数種類用意しておき、これらをどちらか一方のアンテナ系統へ交互に挿入しながら、電界測定器で受信電界測定を繰り返していくもので、これにより、全チャンネルの受信電界の出力があがり、且つ、最大値を取る組み合わせを見つけることができる。

具体的には、図２（ａ）の状態から、混合器１３のコネクタ１８と接続している既設アンテナ９側のコネクタ１４を抜き、図３（ａ）に示すように、コネクタ１４と位相調整用同軸ケーブル１６のコネクタ１５を接続する。そして、コネクタ１８には、コネクタ１７を接続する。

この状態においても、既設アンテナ９側の位相と増設アンテナ１０側の位相とが合わない場合は、位相調整用同軸ケーブル１６に替えて、ケーブル長の異なる位相調整用同軸ケーブル２１に入れ替え、同様にコネクタ１４とコネクタ１５を接続し、コネクタ１８には、コネクタ１７を接続することによって、再度位相調整を行う。それでも位相が合わないときは、これら位相調整用同軸ケーブル１６や位相調整用同軸ケーブル２１とケーブル長の異なる位相調整用同軸ケーブル２２に入れ替えることによって、再度位相調整を行う。

さらに、これらの調整方法によっても位相が合わない場合は、図３（ｂ）に示すように、増設アンテナ１０側の同軸ケーブル１１において、上記と同様に位相調整用同軸ケーブル１６や位相調整用同軸ケーブル２１等に入れ替えることで、位相調整を行う。

このようにして位相調整を行うことで、表２に示すように、スタック方式による合成をしても出力が低下してしまった場合に比べ、位相調整用同軸ケーブル１４や位相調整用同軸ケーブル１６等を使用した場合、全チャンネルに渡って受信電界の出力の上がる組み合わせを見つけることができる。その結果、スタック方式による合成出力を大幅に改善することが可能となる。

以上のように、本形態の受信障害改善方法は、１５ｃｍの位相調整用同軸ケーブル１６と、その１５ｃｍから所定寸法間隔で長さを変更した位相調整用同軸ケーブル２１、位相調整用同軸ケーブル２２とを用意し、これら位相調整用同軸ケーブルは、両端にコネクタ１５とコネクタ１７とを有し、少なくとも一つのアンテナ系の同軸ケーブルと混合器１３との間に順番に挿入接続して受信電界を測定し、合成出力が最大となる組み合わせを抽出することにある。
その結果、送電鉄塔２の近辺において、受信障害が発生し、スタック方式を使用して受信障害を解消する際に、受信電界が低下してしまった場合であっても、デジタル電波４の受信電界を増加させることができる。また、高額な位相調整器や位相差を測定する測定器を購入する必要がなく、安価に製作することができる。他にも、現場で簡便に対応可能であるため、電波障害の発生している地域内の多数のアンテナに短時間で対策をすることができる。加えて、改善効果が非常に高い。

なお、本発明の受信障害の対策方法は、上記実施形態の態様に何ら制限されるものではなく、位相調整用同軸ケーブルにおける位相調整の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

例えば、位相調整を行うために使用する位相調整用同軸ケーブルは、既設アンテナ９側又は増設アンテナ１０側の何れか一方にのみ使用するのではなく、同時に両方のアンテナに対して使用しても良く、適宜変更可能である。

さらに、位相調整用同軸ケーブル１６、位相調整用同軸ケーブル２１、位相調整用同軸ケーブル２２のケーブル長は、必ずしも６０ｃｍ以下である必要はなく、適宜変更可能である。他にも、同軸ケーブル１１に接続する位相調整用同軸ケーブルは、１本のみの使用に限定される訳ではなく、複数本接続しても良いし、位相調整用同軸ケーブルの他にケーブル長の調整を行う器具を加えても良く、上記と同様に位相調整が可能であれば、適宜変更可能である。

他にも、増設アンテナ１０は、既設アンテナ９の垂直方向に配置し、２本のアンテナでデジタル電波４の受信を行っているが、このアンテナは必ずしも２本である必要はなく、それ以上の数のアンテナを配置しても良い。加えて、増設アンテナ１０は、垂直方向に配置するのみではなく、水平方向に配置しても良く、適宜変更可能である。

デジタル電波の受信状態を示す説明図である。 スタック方式を使用した受信状況を示す説明図である。 位相調整を示す説明図である。 １／４波長毎に容量性から誘導性へと変化する状況を示す説明図である。

符号の説明

１・・送信アンテナ、２・・送電鉄塔、３・・一般住宅、４・・デジタル電波、５・・直接波、６・・散乱波、７・・前方側エリア、８・・遮蔽側エリア、９・・既設アンテナ、１０・・増設アンテナ、１１・・同軸ケーブル、１２・・同軸ケーブル、１３・・混合器、１４・・コネクタ、１５・・コネクタ、１６・・位相調整用同軸ケーブル、１７・・コネクタ、１８・・コネクタ、１９・・コネクタ、２０・・コネクタ、２１・・位相調整用同軸ケーブル、２２・・位相調整用同軸ケーブル。

Claims (3)

1. 地上デジタル放送を受信する既設アンテナに対して増設アンテナを配置し、各アンテナに接続した同軸ケーブルを混合器に接続して全アンテナの合成出力を得る地上デジタル放送の受信障害改善方法であって、
   長さの異なる複数の位相調整用同軸ケーブルを用意し、前記位相調整用同軸ケーブルを、少なくとも一つのアンテナ系の同軸ケーブルと混合器との間に順番に挿入接続して受信電界を測定し、前記合成出力が最大となる組み合わせを抽出することを特徴とする送電鉄塔による地上デジタル放送の受信障害改善方法。
2. 前記位相調整用同軸ケーブルは、両端にコネクタを有することを特徴とする請求項１に記載の地上デジタル放送の受信障害改善方法。
3. 前記位相調整用同軸ケーブルは、１５ｃｍと、その１５ｃｍから所定寸法間隔で長さを変更したものとを用意することを特徴とする請求項１又は２に記載の地上デジタル放送の受信障害改善方法。
   

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