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ボクにもわかる地上デジタル - 地デジ設計編 - 同軸ケーブル (作成:2005年01月) 地デジTopへ戻る 同軸ケーブル(アンテナケーブル)の種類 同軸ケーブルにはＣ型とＤ型の２種類の表示があります。テレビ用ケーブル はＣ型です。この型は特性インピーダンスを表しており７５ΩをＣで表し、 ５０ΩをＤで表します。また、Ｃの前にケーブルの直径[mm]の数字をつけて、 ３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、７Ｃなどと表記します。 同軸ケーブルの長さが長いほど同軸ケーブル内で電波が弱まってしまいます。 この弱まりの度合いをケーブル損失といい、細いケーブルほど損失が大きい 傾向があります。 しかし、直径が太ければ良いと言うわけでもありません。一般に、太いケー ブルは、高価な上、屈曲しにく、さらに、過重がかかってチューナのコネク タが破損してしまうこともあります。なにより、短い区間で、太いケーブル を使用しても、細いケーブルと、ほどんど損失に差が無い場合があります。 使用する周波数にもよりますが、概ね、以下のような長さにあわせて選択す るこを推奨します。
以上から分かるように家庭内では多くの場合が４Ｃケーブルを使用すること になります。屋内で数ｍの距離にも関わらず７Ｃや１０Ｃといった極太ケー ブルを使用する場合もありますが、ほとんど効果がないと思います。 次節に100mあたりの損失の表を示しております。極太の10C-HFLは100mで6dB の低い損失で、1mだと0.06dBです。一方、一般的なS-4C-FBを使った1mあたり 0.24dBで、その差はわずか0.18dBです。もちろん、条件によっては効果があ りますが、まずは無駄な長さを省いたり、分波器や分配器、ブースターなど の使い方を見直すべきでしょう。詳しくは「アンテナ部品の基礎」をご覧く ださい。 また、ＢＳコンバータ電源を使用する場合は、必ず、ＢＳ対応のケーブルを 使用してください。古いＶＨＦ用の３Ｃ−２Ｖケーブルなどは劣化によって 電源がショートしてしまう場合があるようです。 同軸ケーブル(アンテナケーブル)のグレード 同軸ケーブルには太さ以外にもグレードがあります。ボクは、２重シールドの S-4C-FBというケーブルが最も使いやすさと性能を保っていると思います。
但し、グレードを過信するのも問題です。メーカーは上位グレードの性能を 下位グレードの全ての性能を満足するように努力していますが、周波数や ケーブルの長さによって、性能が逆転している場合もあります。 また、上記は100mあたりの損失です。例えば10mだと、上記のdBのまま1/10 すれば損失が算出できます。さらに、実際にはコネクタ部で0.数dBの損失が 加算されます。なお、1〜2dB以上の改善があれば、グレードアップの効果が 期待できます。 同軸ケーブル(アンテナケーブル)の問題点 古い一戸建て住宅等ではＵＨＦに対応していない３Ｃ−２Ｖや５Ｃ−２Ｖ等 の同軸ケーブルが使用されている場合があります。後述の「既製ケーブルの 特性」に示すとおり、３Ｃ−２Ｖや５Ｃ−２Ｖの実力的な特性はＵＨＦ帯で あっても十分に使用できるものも多いのですが、長年の経年変化によって、 ＵＨＦ帯の減衰が大きくなり、地上デジタル放送が受信できなくなる場合が あり、特に、屋外や、屋内でも断熱されていない部分に配線されている同軸 ケーブルについては激しく劣化しているケースが散見されています。 UHFに対応していない3C2Vの同軸ケーブル こういった場合は、アンテナを設置しているマスト部にブースターを設置す る対症療法的な対策と、同軸ケーブルを交換する根本対策があります。
ブースターを設置する対症療法では、全チャンネルが対策できるとは限らず、 また、さらに経年劣化が進んだり、天気や時間帯によって受信が変動したり と、安定しない場合もありますので、なるべくなら、同軸ケーブルを交換す る原因療法を行います。 工事費用は、同軸ケーブルの配線方法にもよりますので、電気工事店に見積 もりを依頼してください。例えば、痛みの激しい部分のみを交換することで、 費用を抑えることが出来るかもしれません。というのも、痛みの激しい部分 は、比較的、交換しやすい箇所に配線されている場合が多いからです。 同軸ケーブルと接栓(Ｆ型接栓) 同軸ケーブルを機器に繋ぐために、ケーブルの端をコネクタ状にしなければ なりません。そこで、接栓と呼ばれるものを使用します。 同軸ケーブルとＦ型接栓 左上が買ってきた状態の接栓、左下が接栓を取り付けた同軸ケーブルです。 また、右上が中継コネクタで、接栓同士を接続することで、同軸ケーブルを 延長することができます。 接栓の加工方法は、下記のページもしくは接栓の説明書をご覧ください。 ・一般的なＦ接栓の加工方法 ・日本アンテナかんたんＦ型コネクタ 御注意：接栓の組立後は、外部導体と内部導体がショートしていないかを、 必ず、テスターで確認するように習慣づけてください。 問題が発生した時に、なかなか解析できないだけでなく、BSやブースターの 電源がショートすると危険です。 Ｆ型接栓の種類 F型接栓はアンテナケーブルに合わせて選択します。例えば、S-4C-FBのアン テナケーブルを使用する場合は、4C-FB対応のF型接栓を使用するのが望まし いです。通常の4C用のF型接栓で接続することも可能ですが、場合によっては アンテナケーブルのアルミの外部導体が接触不良なる恐れがあります。 Ｆ型接栓 3C用(左上) 4C用(右上) 5C用(下) Ｆ型接栓(ネジ式)の締め付け方法 アンテナコネクタにはネジ式のＦ型接栓と呼ばれるものとワンタッチのもの がありますが、ネジ式の方が性能が良いと言われています。また、長期間に 渡っての使用でも痛みにくい利点があります。 ネジ留め式のＦ型接栓 ネジ締めをスパナやモンキーレンチで締めるとコネクタを破損してしまう恐 れがあります。Ｆ型接栓の締め付けトルクは、２Ｎ・ｍと決められています ので、工具を使用する場合はトルクが決めれる工具を使用して下さい。手で 締める場合は、普通の方が、接栓の六角リングだけを指先で掴んで回転方向 だけに力をかければ壊れることはありません。指先がブレない程度に、強く 締め付けます。 同軸ケーブルのJIS表示(Ｓ−４Ｃ−ＦＢ) 以下は、同軸ケーブルのJIS表示の意味を説明しています。 既製ケーブルの特性 下図はＳＨ社の液晶テレビに付属していた３Ｃ−２Ｖケーブルの特性例です。 本ケーブルは３Ｃ−２Ｖでありながら、ＵＨＦにも対応しており、770MHzま での周波数の減衰量は２ｄＢ以内(４ｍの場合)と良好でした。室内での使用 では十分でしょう。 3C-2Vケーブル(4m)の特性例 下図も同じ液晶テレビに付属していたＢＳ対応の４Ｃ−ＦＢケーブルの特性 例です。減衰量は、1330MHzまでの周波数で２ｄＢ以内(４ｍ)と良好でした。 4C-FBケーブル(4m)の特性例 下図はＰ社のレコーダに付属していた1.2mの規格外アンテナケーブルです。 1.2mと短い範囲では、概ね2dB以内で良好です。ところが4mに換算すると、 770MHzで2.3dB、1330MHzだと4dBの減衰があり、4C-FBケーブルの２倍以上の 減衰があります。ケーブルそのものの性能は良くありません。 レコーダーに付属するケーブルは、レコーダーとテレビとの接続用なので、 長さが1.2mと短いので、ケーブルの引き回しや過剰なコストアップを避ける ために、このようなケーブルが付属しているのです。 規格外の細い同軸ケーブル(1.2m)の特性例 以上は一例ですが、用途に合わせた同軸ケーブルの選択が大切であることが 御理解いただけたと思います。 海外のPAL型コネクタ 海外のチューナやテレビにはＰＡＬ型コネクタが用いられています。ＰＡＬ コネクタでは、入力端子側がメス、出力端子側がオスとなっています。 ＰＡＬ型コネクタのついた機器を使用する場合であってもアンテナケーブル やアンテナ部品は国内部品を使用することが多いと思います。したがって、 ＰＡＬ型コネクタ(オス)−Ｆ型コネクタの変換アダプタを使用するのが良い でしょう。 海外のPAL型コネクタ ケーブルに取り付けた様子 |
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以下は、予備知識です。(興味のある方だけ、計算してみてください)
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特性インピーダンス ケーブルの特性インピーダンスとは、長いケーブルの一部に着目して、その 単位あたりのインダクタンス、キャパシタンス成分です。 上図のような等価回路となるケーブルの特性インピーダンスは、以下のよう に表せます。 特性インピーダンス Zo ＝ sqrt(L/C) [Ω] テレビ用の同軸ケーブルの特性インピーダンス75Ωとは、上記のような回路 で表すケーブルを示しているのです。 ケーブルの特性インピーダンス 空中線(長さL[m]、導体径d[m])のインダクタンスとキャパシタンスは、それ ぞれ、以下のとおりです。 空中線のインダクタンス Ｌo ＝ (461*L)*log(2*L/d) [nH] 空中線のキャパシタンス Ｃo ＝ (24*L)/log(2*L/d) [pF] 但し、上記の461[n]と24[p]の詳細は、 460.52e-9 ≒ 4*pi*1e-7*ln(10)/(2*pi) 24.16e-12 ≒ 2*pi/((299792458)^2*4*pi*1e-7*ln(10)) （エクセルに貼り付ける際はpiは約分してください） 真空の透磁率μo[H/m] 12.57e-7 ≒ 4*pi*1e-7 真空の誘電率εo[F/m] 8.85e-12 ≒ 1/(4*pi*1e-7*ｃ^2) 光の速度 ｃ [m/s] 299792458 ￣￣￣￣￣=μo つまり、特性インピーダンスsqrt(L/C)を求めると、以下のようになります。 空中線特性インピーダンス Ｚo ＝ 138*log(2*L/d) [Ω] 但し、 138 ≒ sqrt(460.52e-9/24.16e-12) 平行線や同軸線も、ほぼ、同様に求めることが出来ます。 平行フィーダ線(間隔D[m]、導体径d[m])の特性インピーダンスは、 平行線のインダクタンス Ｌo ＝ 4*pi*1e-7*L*ln(10)/(2*pi) *log(2D/d) より 平行線特性インピーダンス Ｚo ＝ 277*log(2*D/d) [Ω] となります。 同軸線(外部導体径D[m]、内部導体径d[m]、誘電体の比誘電率εr)の特性イン ピーダンスは、 同軸線のインダクタンス Ｌo ＝ 4*pi*1e-7*L*ln(10)/(2*pi) *log(D/d) より 同軸線特性インピーダンス Ｚo ＝ 138/sqrt(εr)*log(2*D/d) [Ω] 但し、比誘電率εr＝ε/εo となります。 地デジTopへ戻る |
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