スカイツリー／東京タワー／フレッツテレビのFM電波の差

今日は、我が家のアンテナの建て替え工事をした。と言うのは、先日FM送信アンテナのスカイツリーへの移転に伴い、我が家の10素子のFMアンテナの方向を、今までの水戸局方 向から、スカイツリー方向へ変えたが（ここ）、その時に、アンテナ工事屋さんから「マストも屋根馬も支線も、錆びていて危ない」との指摘を受け、台風毎にヒヤヒヤするのもイヤなので、建て替えた。ついでに8年半前の地デジ放送開始以来使っていたUHFアンテナも新品に交換し、それに加えて先日の台風で飛ばされて、5素子が3素子になっていたFMアンテナも新しいものと交換した。FMアンテナは10素子で充分なのだが、FMチューナー(KENWOODのL-02T)が2台あるので、5素子も予備として設けた。

せっかくなので、データを採り、評価をしてみた。するとFM電波について、色々と分かってきた。
まず、アンテナ屋さんのマスプロのデジタルレベルチェッカーによる、信号レベルの測定値がこれ・・・。

＜信号レベル＞
　　　　　　　　　（スカイツリー）　　　 　　　（東京タワー）
　　　　　　　NHK FM　　　J-WAVE　 　　　TOKYO-FM
　　　　　　　(82.5MHz) 　 （81.3MHz） 　　 　（80.0MHz）
10素子　　　89.3dBμV　　89.0dBμV 　　　77.4dBμV
５素子　　　 77.4dBμV　　79.4dBμV 　　　69.2dBμV
フレッツ　 　70.2dBμV　　70.6dBμV　 　　72.0dBμV
＊スカイツリー：空中線電力 7Kw／ERP 57kW
＊東京タワー：空中線電力10Kw／ERP 44kW
＊「フレッツ・テレビ」：FM電波をフレッツ光の光回線で送ってくるNTT東のサービス（月額700円）

Wikiによると、東京タワーは「空中線電力10Kw／ERP 44kW」だという。一方、スカイツリーは「空中線電力7Kw／ERP 57kW」だという。ERP（Effective Radiation Power ：実効輻射電力）とは「アンテナからある方向に放射されるエネルギーを「半波長ダイポール・アンテナ」での送信電力に置き換えたもの」だそうで、スカイツリーの方が受信地点での電波の力が強い設定になっている。
データでも、東京タワーよりもスカイツリーの電波が12dBも強い。フレッツテレビの電波は変わらない。
なおフレッツテレビは、前にNTTが調べてくれたところによると（ここ）、終端装置の出力コネクタ端で、76.5dBuVあった。よって、今回調べたFMチューナー入力部は、同軸ケーブル20mやすき間ケーブルを経由しているので、6dBほど減衰しているのだろう。
それにしても、レベルが高い。総務省の放送エリア図（ここ）によると、当八王子は最低でも2mV/mの電界強度を確保する、とある。前にマスプロに問い合わせたら「10素子アンテナ(FM10)で計算すると、2mV/mであれば71.0dBμVのレベルが得られる」という。その最低線に対して、プラス18dB。強い事はありがたいのだが、幾ら我が家がちょっとした高台の上とはいえ、予想よりもずっと電波が強い。

＜アンテナの特性＞
一方、FMアンテナの特性表を見ると、マスプロのFM10とFM5の利得の差は、NHK(82.5MHz)で4dB、Ｊ-WAVE(81.3MHz)で3.5dB、TOKYO-FM(80.0MHz)で3dB程度である。しかし、実測値の差はNHKで12dB、Ｊ-WAVEで9dB、東京タワーからのTOKYO-FMでは8dB。それぞれ、8dB、6dB、5dBほど特性表から高い。これを見る限り、10素子のアンテナはそれなりに高性能であるという事らしい。

＜ノイズ量(S/N比)＞
　　　　　　（スカイツリー）　　（東京タワー）
　　　　　　　NHK FM　　　　　TOKYO-FM
　　　　　　　(82.5MHz)　 　  （80.0MHz）
10素子　　　　61.3dB　　　　　　59.6dB
５素子　　　　 60.8dB　　　　　　58.3dB
フレッツ　　　 53.1dB　　　　　　53.3dB

そして最も大切なノイズの量の評価である。評価方法は前に書いたように（ここ）、放送されている音楽の曲間の無音部分のノイズ量を、試験放送時の1KHzの基準トーン信号の90dBと比較している。
だいたいFM放送は、電波の強さなどどうでも良い。マルチパスが無くて、ノイズ量が少なければ、それで良い。そう考えて、上のリストを見ると、東京タワーよりもスカイツリーの方が、10素子で1.7dB、5素子で2.5dBほど良いことが分かる。これは電波が強いせいか？？
そして、10素子と5素子のアンテナでは、1dB位の差しか無いことが分かる。
つまり、10素子のアンテナで89dBμVのレベルが得られた・・と喜んでも、ある程度のレベル以上からは良くならない、というFMの本来の特性があるため、あまり意味がない事が分かる。
（左の表で、dBf＝dBμV+11.25
＊0dBf=1fw（フェムトワット＝1×10マイナス15乗ワット）なので
　75ohmの時の電圧値は(V^2)/75=1*10^(-15)より
　V=0.273μVとなり
　0.273μV(0dBf)=-11.3dBuVとなる）

しかし案の定、フレッツテレビの電波の質は良くない。スカイツリーに変わっても、まったく改善されなかった。幾ら光で送るとは言え、元の受信した信号の質が、あまり良くないのだろう。ノイズ量の7～8dBの差はあまりに大きい。良い音でFM放送を楽しみたい方は、自分でアンテナを建てるに限る。
かくして我が家では、幾らFMチューナーが2台あるからといって、結果としてわざわざ5素子のアンテナを建てる必要はなかった。つまり、10素子の入力を2分配するだけで充分だったようである。
もちろん電波の状態は日々刻々と変動している。上のデータもあくまでも一例である。しかし傾向は変わらない。絶対値は別にして、“傾向”だけは今日のデータから、色々と読み取れるような気がする。

結論として、自分の“マルチパスの無いFM電波”を追い求めた「趣味」も、2012年4月23日のNHK東京FMのスカイツリー移転を機にマルチパスが無くなり、我が家の受信局を、今までの水戸局（61.2dBμV）から、スカイツリー（89.4dBμV）に切り替える事ができた。上記のように、充分すぎるほどの信号である。
サテサテ、これからのNHK FMの番組が楽しみである。

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