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デジタル放送関連

BSとCS110度デジタル放送受信設備

BSデジタル放送 110度CSデジタル放送を受信するための設備について考えてみます。
  (110度CSデジタル放送とは、スカパー「以前の スカパーe2」の事を指します。)
下図は、東経110度にあるBS、スカパーの衛星と 東経124度 128度にあるスカパープレミアム衛星のイラストです。


 比較的低い周波数帯の無線通信やラジオなどの放送は地上を直接伝播していく電波のほかに地球を覆う電離層という電波を反射する層の恩恵によって電波を反射させて長距離通信を行います。

電離層より高い高度に静止衛星を置いて放送する衛星放送の電波は、この電離層の機能を使わず非常に高い11ギガヘルツ(11GHz、ダウンリンク)帯以上の周波数の電波を使います。
それは、この高い周波数帯の電波は電離層で反射せず電離層を通り抜けてくれるからです。
この特性を踏まえて、地上から放送するコンテンツをまず衛星に送り(アップリンク)それを衛星から送り返してもらって(ダウンリンク)、一つの衛星で日本全国をカバーできるような広い範囲に放送を届けています。
ですが 厚い雲とか激しい雨などの影響を受けて受信状態が悪くなることがあります。
  (この高い周波数の電波を使うというのは放送に限らず衛星経由の通信でも同じです。)

受信するに付いて
知っておく必要はありませんが、BS(B-SAT)とCS110度(N-SAT)の衛星から送られてくる電波は、ともに「右旋円偏波」という方式で同じです。衛星の位置も 大体同じ位置にあります。

右旋 円偏波 左旋 円偏波 現在使用してない
一部 通信に利用されているようです。

この為 兼用アンテナ一本で両衛星の受信が可能です。
     (古いアンテナではその性能から受信が出来ないものもあります。特にスカパー)


まず 受信アンテナですが
東経110度で地上からの高度36000Km赤道上空に隣接してあるBSデジタルならびにスカパーを、受信するための共用パラボラアンテナが必要です。

現在使われている受信アンテナは,左図 オフセット型がほとんどです。

センターフィールド型に比べてゴミのたまりの影響とか 降雪時に有利だからです。

アンテナの設置について
 家屋の屋上に「ルーフベース」つまり 屋根馬や ベランダ設置、家屋の壁面設置のサイドベース等を使い、アンテナを取り付けるポールを鉛直に設置することから始めます。
標準型の

ルーフベースです

寄棟 切妻 陸屋根

などに使います

強度 サイズ 構造
用途によって各種有り
ベランダの手摺
屋根の桁 壁面へボルトで
固定します

紹介した以外にも
サイズや構造が異なり
用途によって各種有ります。

そのアンテナを設置して調整するには
アンテナを取り付けるポールが鉛直に設置できた。

そのポールに受信アンテナを取り付けた。

その後、まず アンテナの仰角を調整します。 右図 @

次に、アンテナの方位角を調整します。 右図 A

東経110度に隣接する衛星ですが、この方位角は
「経度」という位置情報ではありません。
受信する位置によって変化します。
アンテナの説明書等でよく調べて設置してください。
又、許容誤差の範囲は広くありません。
              
  で ちゃんとつけたら どうなるか

  通常 晴天時にアンテナ直下の中間周波数出力で信号強度が80dBμ前後あります。
            ( BS受信で国内メーカーの45型オフセットタイプのアンテナを使用した場合)

衛星から送られてくる電波の周波数は前述のように BS衛星で 約11.71から12.17GHz
110度CSで 約12.27から 12.75GHzという高い周波数です。
この高い周波数のままでは 受信機までの経路で電波の減衰が大きくて実用的でありません。
このため アンテナに「コンバーター」という機器を設置して
この機器の駆動電源にDC15V(直流15V)を供給し、局部発振機を動かし 受信した電波と混合した後
「中間周波数」という低い周波数の電波に変換後 受信機器まで同軸ケーブルで接続してやれば、
基本的に受信可能です。これが 上図です。
「中間周波数」だって  ?

ここで 少し 脇道に・・・・

「中間周波数」って どんな ? ・・・・数値
    此処で言う中間周波数は上図右端のグリーンとイエローのような帯域です。

実は 上図の90MHzから770MHzまでの周波数は、地上アナログ放送でVHF帯1から12チャンネル、
     UHF帯13から62チャンネルとして使われていた帯域です。
     このうち 470から710MHz帯は 現在の地上デジタル放送として使われています。
     このことは、地上デジタルの放送の画質 送られるデーターの量 使い勝手などを考えると
     電波の利用効率がとても良くなったと言えるのではないでしょうか
 具体的には 中間周波数は次の表のようになります。
余談は この位ですが
中間周波数で一番高い 110度スカパーの中心周波数をクリアする2150MHzを減衰量少なく通過させる機能をもった信号伝送経路部品が必要になります。

       (右旋 左旋の両波を1本のケーブルで伝送する場合は2600MHzシステムとなります)

次に 信号をデジタルテレビやブルーレイレコーダーまで届けるについて考えてみます。

信号は、標準的な同軸ケーブル S5CFB ですと2150MHzの周波数で 35.5dB/100M減衰します。

従って テレビへの信号入力の必要な強さを57dBμとすると途中の分配器などの部品での減衰などを
考慮しない時 単純計算で約64メートル引っ張ることが出来ます。
                        (通常の家庭で 此処までケーブルを引いた経験はありません。)

しかし 通常一つのアンテナを共有して複数の場所で視聴しますし、アンテナから視聴機器までの間には
混合器、分配器、壁面内のターミナル、分波器などの部品があります。
それらは配線の方法によって使い方が違いますし数も異なります。
               (工事がしてあるのであれば使っているターミナルが少なくても減衰する値は変わりません。)
経年変化でその減衰性能が変化したりもします。
新規に配線工事をする場合も含めて途中経路の減衰状態を検討することが必要です。

地上デジタル放送のUHFアンテナを同じ位置で取付けることも可能です。この場合 普通は両方の信号を
混合して配信し、テレビなどの前でそれぞれの信号に分けます。
              
地上デジタル放送とミキシングして4分配伝送の場合
 伝送経路で信号減衰が少なく、受信レベルが維持できる場合て゜ BSアンテナ駆動電源はその時
 使っている受信器から供給する場合の構成図
信号強度が弱く、受信器で受信困難な場合や
テレビまでの経路 で信号が減衰して受信不能(ブラックアウト)等が起きたり、
信号とノイズの比率が悪くなったりした場合ブースター工事などが必要になる事があります.
       (ブラックアウト=デジタル放送の受信場合、受信可能条件が満たされないとすぐに真っ黒の画面になります。)
アンテナ直下に 電波を強くする「ブースター」を設置、信号経路にこのブースター駆動の電源部を
挿入しBSアンテナ駆動電源も兼用する場合の構成図
この場合、分配機は全端子が電流通過型である必要はありません。D室用のターミナルのみ電流通過
また、各室の壁内ターミナルも電流通過型である必要はありません。

デジタル放送の設備としては 基本的な構成です。大規模なものになると接続機器の数と構成が
大きくなるのです。

実際の工事例です。

ベランダの手すりに サイドベースを取り付けました。

地上デジタル波の信号が強く 受信アンテナの素子数が
少なく「強電界地域用アンテナ」を設置、

BS衛星放送アンテナ信号と混合(ミキシング)して伝送しました。

デジタルテレビからBSコンバーターの電源供給をした工事例

無論 受信機側では「分波器」をつけて BSと地デジの信号は
分けて供給します。

受信条件によっては3分配程度が可能です。
右図では 
地上デジタル放送のアンテナを
コンパクト型にしたものです。

屋根のはふで下地に桁がある場所で
サイドベースに取り付けた状態です。

この場合も ミキシングしてあります。
こういった地上デジタル放送用の
アンテナの場合
アンテナ自体内にブースターを内蔵したり
BS電波とのミキサーを内蔵したものがあり
より スマートなアンテナ工事が可能です。

よく見かけるものでは
平面形状のアンテナがあります。
これらのものでは
室内に設置して使用可能のものもあります。
右図は 屋上に少し大きいルーフベースを使用し、
BSアンテナと垂直偏波の地上デジタル放送アンテナ信号を
ミキサー内臓のブースターへ接続したものです。
邸内は6分配で、ブースター電源も接続してあります。

このアンテナポールの高さは 1.8Mです。
こうした設備の場合、ポールにステーリングを取り付け
ステンレスのステー線で3-4本のステーで固定します。

受信状況によってはこのポールの高さが5Mになることもあります。
アンテナの設置は 防水も含めて強風対策なども考慮します。

屋外に設置するアンテナ機器 接続機器 また それらを接続する部品は防水処理や引っ張り強度を確かめて断線や腐食がないようにします。

また 機器とケーブルの接続はF型接栓などを使い 確実性と強度 接続ロスの出来るだけ無い方法を選ぶべきと思います。

工事の実例として紹介した地上デジタル放送のアンテナについて、このUHF帯の電波はその高さが1-2M変わるごとに電波の強さが変化したり、海面潮位の変化の影響を受けたりします。


このページをご覧になる方が自分で工事をなさるためには不十分な情報であります。
工事自体はケースバイケースの要素が多く、そのための要素を集めると相当なものになりますし、
一つの工事にそれらが全て必要ではありません。
その辺りをふまえて、BS放送などを受信する環境について簡単に説明したつもりです。
 私たちは仕事としてその設置工事を致しております。いろいろの状況の中で数々の実績と経験を積み重ねて
さらに新しい方式にチャレンジしていきます。
スカパー プレミアムの受信について

このページトップのイラストにある衛星で JCSAT3Aや JCSAT4Aの放送電波を受信することになります。

これらの放送の受信には、基本的に専用のアンテナとチューナーが必要になります。

 ショップのチャンネルなど一部無料の放送もありますが、基本的に有料放送です。


 受信の概要は

BS放送など東経110度にある放送衛星の偏波は右旋円偏波でしたが、スカパープレミアムでは直線偏波
(水平偏波と垂直偏波)になります。
   (ここでまた余談ですが 地上デジタル放送の電波にも 水平偏波と垂直偏波があります。)
                                     
      直線偏波とは 次のようです
縦の振幅を
もった電波
横の振幅を
もった電波
地上デジタル放送では放送される地域によって中継局からの電波の偏波方式が違います。
水平偏波か垂直偏波になるのです。衛星放送では「地域」は関係ありません。

衛星放送では受信を希望するチャンネルを選ぶと、チューナーからアンテナのコンバーターに送られる電圧を切り替えて自動的に偏波面を選択するようになっています。
受信する人にとって、このことは大事なことではありません。視聴したいものが受信できれば良いのですから・・・

ただ 前述のBSやスカパーの受信系統の中にこのスカパープレミアムを組み込むについてはコンバーターへ供給する電源が変わるという特徴が難しいことになります。

このことに関しては、上記の構成図のように単独でシステムとし、デジタルテレビの入力をBSなどと切り替えて視聴するのが構成的にも経費的にもよいと思われます。

 
アンテナ設置について
 
BS、スカパー受信アンテナの設置と 大差はありません。
方位角が少し東に寄ります。  
また 水平と送られてくる電波の偏波面とのなす角度偏波面傾き角の調整が必要です。
これは 右図のようにコンバーターの回転で調整します。
チューナーは買い取りとレンタルがありますし、複数台割引があったり、キャンペーン期間中ですとアンテナと工事が無償で提供されたりしています。幾つかのチャンネルをまとめて契約し、視聴料の割引も受けられます。
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