地上デジタル放送の「地デジ電波」基礎知識
2023年（令和5年）現在も、テレビ放送の基本といえば、NHK、各広域民放を送信する地上波デジタル放送、いわゆる「地デジ」になります。地デジ放送は基幹放送として、日本国内では地デジアンテナされ設置すれば、どなたも無料でご視聴になれるテレビ放送です。
日本国内でも一般の皆様にとっては、もっとも身近なテレビ放送であり、ご新居を新築、購入された際などのアンテナ設置工事も、まずは地デジアンテナを設置することが基本となっております。
当コラムは、皆様がよくご存じのようで意外に知られていない、地デジ放送、地デジ電波の基礎知識について、使用される電波の種類から、地域による電波の強度。また各地域や電波の種類に適した地デジアンテナの種類などについて、基礎知識をご説明してまいります。
当コラムにて地デジ電波の基礎知識をご理解いただくことにより、地デジアンテナ工事の際にも必要となる機器や、適したアンテナ機種などがわかりやすくなり、業者との相談も進めやすくなると存じます。
【そもそも「電波」とは何なのか？】
テレビ放送が「電波」によって送信されるものであること。「周波数」によってさまざまなチャンネルを送信していることは、いまや誰もがご存じの常識だと思われます。では、そもそも「電波」「周波数」とはどういうものなのでしょうか？
まず電波ですが、これは「電磁波」の一種です。電磁波を詳しく解説すると難しくなりますが、電場（電界、電気的な力が働く空間）と、磁場（磁界、磁気の力が働く空間）の相互的な影響により、光と同じ速さで空間を伝わる波（波動）のことをいいます。
この波動の周期的な長さを「波長」といい、電磁波（電波）の「周波数」とは、単位時間ごとにこの波動が繰り返される回数のことです。
簡単に言うと、電磁波（電波）とは、何もない空間を、光の速さで波を描いて伝わるエネルギーの流れのことといえます。
電磁波や電波の周波数は「Hz（ヘルツ）」で表されます。１秒間に1,000回、波長が繰り返される電波は「1,000Hz」であり「1KHz（キロヘルツ）」の単位になります。同じように1KHzの1,000倍は「1MHz（メガヘルツ）」で、以降、1,000倍ごとに「GHz（ギガヘルツ）」「THz（テラヘルツ）」の単位になってゆきます。
そして「電波」とは、電磁波の中でも周波数が低い（波長が長い）波長の総称です。電波より波長が短い（周波数が高い）電磁波は、波長が短い順に、赤外線、可視光線、紫外線などを含む「光」が挙げられます。そして電波も光と同じく電磁波であるため、散乱や屈折、反射といった現象が起こり得ます。光よりさらに高周波数の電磁波には「X線」「ガンマ線」がございます。
電磁波の中でも高周波数である、紫外線を含む光や、放射線でもあるX線などは、人類にとって有用である反面、人体が直接、浴びることでさまざまな健康被害が生じることもございます。
しかし電波は電磁波の中でも、主に300GHzから3THzまでのものを指し、特に日本の電波法では「3THz」までのものが「電波」と定義されています。さらに電波はその波長域により「低周波」「超長波」「長波」「中波」「短波」「超短波」「マイクロ波」に分類されます。
いずれにせよ電波は、電磁波の中では周波数が低いことから、人体への影響はほとんどないといわれており、古くは無線通信やラジオ、テレビ放送。現在では携帯電話、スマートフォンや、無線LANなどに幅広く利用され、世界の各地を飛び交っているのです。
【地デジ放送（地デジ電波）の仕組み】
現在の日本において主なテレビ放送となる、地デジと衛星放送のうち、地デジ放送は、東京都墨田区の東京スカイツリーをはじめ、日本各地に設置された、大小さまざまな中継局（電波塔）から、周辺地域に地デジ電波を送信する形式のテレビ放送になります。
地デジ放送に関しては、日本国内でも一部の産地、過疎地を除く大半の地域であれば、住宅や集合住宅にテレビアンテナ（地デジアンテナ）を設置することで、無料で受信し、テレビ放送を楽しむことが可能です。
地デジ（地上デジタル放送）とは、テレビ放送の映像をデジタル信号化して、圧縮した上で送信することにより、かつてのアナログテレビ放送より格段に少ない周波数帯で大量の情報送信を可能としたものです。それによりフルハイビジョン（2K）の高画質、高音質や番組表、マルチ編成、データ放送、双方向サービスなど、アナログ放送にはなかった多くの機能を実現しています。
地デジ放送では「UHF（極超短波）」帯の電波を用いて、地デジ中継局から送信される、テレビ放送のデジタル信号を乗せた電波を、住宅などに設置された地デジアンテナで受信します。そしてテレビなど地デジ受信機器に内蔵された地デジチューナーによって、電波のデジタル信号をテレビ映像に変換することで、地デジのテレビ放送がご視聴になれるという仕組みです。
ちなみにかつてのアナログテレビ放送時代は、映像信号を電気信号に変換して、その信号をそのまま電波の強弱として送信していました。また使用される電波は、NHK、広域民放の「VHF（超短波）」と、東京都の東京MXなど、一部都府県を放送エリアとする地方独立局（地方チャンネル）の「UHF」に分かれていました。また昭和から平成前期のアナログ放送時代は、社会で使用される電波といえば、テレビ、ラジオが大半を占めており、他の用途は少なかったことから、テレビ放送が多くの周波数帯を使用しても問題はありませんでした。
しかしその後、携帯電話の急激な普及などにより、社会で必要とされる電波の周波数帯が不足したことから、テレビ放送が使用する電波の周波数帯を削減する必要が出ました。
そして政府の主導により、2003年（平成15年）12月1日正午に地デジ放送が導入され、その後、移行期間を経て、2011年（平成23年）7月24日に従来のアナログ放送が完全停波されるという形で、地デジへの転換が進められたのです。
（ワンセグ放送とは何か？）
いわゆる「ワンセグ」とは「ワンセグメント放送」の略です。正式名称は「携帯電話・移動体端末向けの1セグメント部分受信サービス」というもので、地デジ放送がスタートした後の、2006年（平成18年）4月1日に放送を開始しました。
日本の地デジ放送では、UHF電波の周波数帯でも470MHzから710MHzを、40のチャンネル（物理チャンネル）に分けており、各チャンネルはさらに13のセグメント（周波数帯）に分かれています。通常のハイビジョン地デジ放送（フルセグ）では、各チャンネルのうち12セグメントが使われています。そして残りの１セグメントを利用して、当時の主流であった携帯電話（いわゆる「ガラケー」）などのモバイル端末用に、解像度の低いQVGA（320×240／320×180）の画質で、地デジ放送と同じ放送を行ったものが「ワンセグ放送」であり、その名称は「１（ワン）セグメント」に由来します。
ただ近年では携帯端末も大画面のスマートフォンが主流になっており、ワンセグでは低画質が目立つことから、地デジ放送を受信できる機種では「フルセグ」対応が主流となっている他、テレビ放送以外にもインターネット配信や動画サイトが普及したことにより、携帯端末にワンセグが搭載されることは少なくなり、現在では衰退しているといわれます。
しかしワンセグは地デジに比べて受信しやすい、移動に強く消費電力が少なくて済むなどの特徴から、現在でも防災用のテレビ、ラジオ機器や、カーナビゲーションシステムの予備的なテレビ受信。またポータブルDVDプレイヤーなどに利用されています。
【地デジ放送の「水平偏波」と「垂直偏波」の違いとは？】
地デジアンテナの性能表記を確認すると、その多くに「水平偏波用」「垂直偏波用」の表記がございます。それぞれ受信できる電波の種類であることはおわかりいただけるでしょうが、新しく地デジアンテナを購入される際には、双方で受信できる放送の内容に違いはあるのか、どちらを購入していいのか、間違って購入すれば使用できないのではないかと、戸惑われることもあると存じます。
そこで「水平偏波」「垂直偏波」の違いをご説明いたしますと、これは地デジの中継局ごとに、送信される電波の種類の違いになります。具体的には電波の波長の形の違いとなり、それ以外の周波数や放送内容などには特に違いはございません。
「水平偏波」は、電波の波長が、地面に対して水平に、いわば蛇行する蛇のような波長で送信される電波です。
「垂直偏波」は、逆に電波の波長が、地面に対して垂直の形になる、海の波のような波長で送信される電波です。
そして日本各地に存在する地デジ中継局は、水平偏波を送信するものと、垂直偏波を送信するものに分かれています。一部には水平偏波と垂直偏波の両方を発信する中継局もございますが、全体の割合としては、全中継局の９割以上が水平偏波を送信するものであり、残りの１割以下が垂直偏波を送信しています。
また前述のように、水平偏波、垂直偏波の違いは、送信される電波の波長が、地面に対して水平であるか垂直であるかだけの違いであり、各ご家庭で受信される地デジ放送の内容や、画質、音質などにまったく変わりはございません。
ではなぜ、同じ地デジ電波をわざわざ、垂直偏波、水平偏波の二種類で送信するのか。それは「混信」を避けるためです。
「混信」とは、同じ地域に、周波数帯が近い二種類以上の電波が飛び交うことで、複数の電波が入り混じってしまうことを言います。
この混信が発生すると、地デジ放送であればテレビ画像が乱れる、映らなくなる。その他、無線LAN機器などの電波を利用する設備にさまざまな問題が生じてまいります。特に現代はスマートフォンなどの無線機器が一般化しており、テレビ放送以外にも、空間をさまざまな電波が飛び交っているため、混信が発生しやすくなっております。
ただ同じ周波数帯の電波であっても、それこそ「水平偏波」「垂直偏波」など、波長の形が異なる電波であれば、混信は起こりにくくなるのです。そのため周辺に複数の中継局が存在する、また地デジ中継局の近くに携帯端末の基地局など、電波を利用する施設がある状況下では、一部の中継局が通常の水平偏波ではなく、垂直偏波を利用することにより、混信のリスクを避けているのです。
基本的に「水平偏波」「垂直偏波」の違いは、電波の波長が地面に対して垂直であるか水平であるかのみの違いで、ご家庭で地デジ放送をお楽しみになる分には、特に関係はございません。
ご家庭に設置される地デジアンテナに関しても、多くの機種は、アンテナの設置角度をそれぞれの電波に合わせるだけで水平偏波、垂直偏波の両方を受信することが可能になっております。ただ一部の機種については、その形状や設置方法などから「水平偏波用」「垂直偏波用」と、受信できる電波が限られるケースもございます。この点について詳しくは後述いたします。
またご自宅で受信できる地デジ電波が、水平偏波と垂直偏波のどちらであるかについては、インターネット上に垂直偏波を送信する中継局の一覧が掲載されておりますので、後述する「A-PAB（一般社団法人放送サービス高度化推進協会）」公式サイトにて、ご自宅周辺の地デジ中継局をお調べになることで、ご確認いただけます。
「水平偏波」「垂直偏波」の詳細は、以下のコラムもご参照ください。
【日本国内で地デジ電波を受信できない地域はある？】
地デジ電波は、日本各地に設置された中継局によって、日本国内の主要地域に、ほぼくまなく送信されています。
ただ四季が明瞭で、季節によって気温や湿度、気候が異なってくる日本においては、気候などの影響により、同じエリアであっても地デジ電波レベルに、電波強度を示す「㏈（デシベル）」の単位にして6㏈程度の変動が見られます。さらに強い雨や積雪などの悪天候では、電波が反射して乱れる、水分に吸収されるなどの問題によって、地デジ電波レベルが低下します。
他にも、地デジアンテナを設置している建物の付近に山林や高層建築などがあり、地デジ中継局との間に立ちふさがっている形になっている地域では、そのエリアのみ地デジ電波レベルが低下してしまいます。
そしてエリアごとの地デジ電波レベルは、そのエリアに地デジ電波を送信する中継局との距離によっても変わってまいります。このエリアは「強電界地域」「中電界地域」「弱電界地域」の三種類に分けられます。
他にも日本国内には、中継局からの地デジ電波が届きにくい山地や山間部、離島部、過疎地帯などに、周辺に地デジ中継局が存在せず、地デジ電波をほとんど受信できない、地デジの「難視聴地域」も存在します。このような難視聴地域では、主にケーブルテレビ（CATV）などを利用して、地デジ放送を視聴することになります。
また強・中・弱の各電界地域の違いに、正式な定義などはございません。そのため場合によっては詳細が異なることもございますが、おおむね以下のような違いと特徴が出てまいります。
・強電界地域
一般的にその一帯で受信できる地デジ電波の強度が「80dB」以上の電界地域です。基本的には地デジ中継局との距離が近いエリアで、中継局の電波塔が目視できることも多くなります。
このエリアでは電波状態が非常によいため、おおむねどのような地デジアンテナ機種も使用できる他、設置位置も屋根の上だけでなく、壁面やベランダなど幅広くなり、住宅の建材などの条件が許せば、屋根裏や天井裏などの空間に設置できることも多くなります。また小型、廉価で、テレビなどと直接接続して、屋内に設置できる「室内アンテナ」を利用できるケースも多くなります。
現在では多くの住宅で設置が必須となる、テレビアンテナが受信した電波を増幅する装置「ブースター（増幅器）」も、屋内に設置されるテレビの台数が少ない場合であれば、設置が必要ないケースもございます。ただ一方で、テレビが受信する地デジ電波レベルが「90㏈」を超えると、逆にテレビ画面が乱れる、映らないなどの症状が発生するため、この場合は、地デジ電波を適切なレベルに弱める「アッテネーター（減衰器）」の設置が必要となることがございます。
また、特に強電解地域に限った話ではございませんが、たとえ強電解地域に含まれるエリアでも、前述のような高層建築物、山林などで地デジ中継局の方向が阻まれる場所では、局地的に受信できる地デジ電波レベルが低下することもございますので、注意が必要です。
・中電界地域
地デジ電波の強度が「80dB」から「60dB」の範囲にあたる、その名の通り強と弱の中間レベルにあたる電界地域です。
このエリアであれば、地デジアンテナはおおむねどのモデルでも標準機種で使用できますが、実際の電波レベルにはエリアによって幅が出ることもあり、やや素子数が多いモデルが必要なケースや、アンテナ設置の位置に制限が出るケースもございます。
・弱電界地域
地デジ電波強度が「60㏈」以下の電界地域です。このエリアでは地デジの受信レベルが弱いことから、前述した一年の気候や悪天候などによる電波レベル変化の影響も受けやすくなります。
基本的に使用できる地デジアンテナは、八木式アンテナなどでも素子数の多い高性能機種を、屋根の上でも周辺の障害物などの影響を受けにくい、できるだけ高所に設置することになり、他の機種や設置位置は難しくなります。
またアンテナの真下などに設置する屋外用ブースターも必須となる他、必要に応じて補足する形で、屋内用ブースターやラインブースターを使用することもございます。
（ご自宅周辺の電界地域を判断する方法）
各電界地域についてはご理解いただいても、実際にご自宅の周辺がどの電界地域にあたるかのご判断は難しくなります。
電界地域を確認するもっとも確実な方法は、「アンテナチェッカー（電波測定器）」の使用になりますが、購入するにもある程度の価格となる上、一般の方には電波強度の読み取り方が難しい場合もございます。ただアンテナ工事の専門業者には、当あさひアンテナをはじめ、無料での現場調査やお見積もりに対応する業者もあり、プロによる正確な調査結果をご確認いただけます。
他にもインターネットにて「A-PAB（一般社団法人放送サービス高度化推進協会）」公式サイト内の「地デジ放送エリアのめやす」をご利用になることにより、日本各地に位置する中継局、および各中継局の強電界地域にあたるエリアを確認することができます。
ただ、このサイトでは強電界地域のおおまかな範囲が把握できるだけであり、範囲内でも高層建築など、周辺環境の影響により電波レベルが低下しているエリアまでは確認できませんのでご注意ください。
また、おおよその目安としては「周辺の住宅に設置されている地デジアンテナを確認する」「近隣の家電量販店、ホームセンター、町の電器店などに問い合わせる」「ワンセグを受信してみる」などの判断方法がございます。
各電界地域を確認する方法、その他、電界地域や地デジ電波の強さなどの詳細については、以下のコラムをご確認ください。
地デジアンテナ設置に重要となる「強電界地域」「中電界地域」「弱電界地域」とは
地デジ電波の強さと品質を示す「dB」「MER」「BER」とは何か？
【地デジ電波レベルや電波の種類により使用できる地デジアンテナ】
地デジ放送は、前述のように電波が届くエリアであれば、地デジアンテナの設置により、自由に受信できます。
そして現在、戸建住宅に設置できる地デジアンテナは、以下の三種類になっております。
（使用可能エリア：強電界地域～弱電界地域）
八木式アンテナは、主に屋根の上に設置される魚の骨のような形状の、古典的な地デジアンテナです。
屋根の上など高所に設置されること、素子数の増減により幅広い受信性能を持つモデルが豊富であることから、地デジアンテナの中ではもっとも高い受信性能を誇り、強電界地域から弱電界地域まで、さまざまなエリアに設置可能です。また特に地デジ電波の弱いエリア向けには、素子の一部がⅩ型をした、受信性能と指向性が特に高い「パラスダックアンテナ」も存在します。
八木式アンテナは受信性能の高さに加え、昔ながらの機種であることから、本体価格や設置費用が安いというメリットがございます。
一方で風雨や積雪が多い、海沿いで潮風が吹くなど環境が厳しい現場では、老朽化が進行しやすくなり、寿命が短くなる。屋根の上に設置することで住宅の外観や景観を乱してしまう、などのデメリットもございます。
八木式アンテナはアナログ放送の時代から使われ続けるテレビアンテナであるため、アナログ放送時代、地方チャンネル用のUHFアンテナを設置していた住宅では、当時のUHFアンテナをそのまま地デジアンテナとして使い続けているケースもございます。ただこのようなアンテナは、現在ではかなりの老朽化が予想されるため、できれば新しい地デジアンテナへの早急な交換をおすすめいたします。
（使用可能エリア：強電界地域～中電界地域）
デザインアンテナは、アナログ放送から地デジへの転換期であった2009年（平成21年）頃に普及した、第２世代の地デジアンテナです。
アンテナの本体部を薄型のケースに収めた、軽量、平面型のテレビアンテナであり、主に住宅の壁面やベランダなどに設置される他、住宅の建材や周辺環境などの条件が許せば、屋根裏、天井裏の空間にも設置が可能です。
そのメリットは、形状と壁面への設置により、風雨など自然環境の影響を受けにくいことから、老朽化が進みにくく寿命が長くなること。本体色も豊富なため、住宅の外観や景観を乱さないことなどが挙げられます。
デメリットは八木式アンテナに比べて、本体価格や設置費用がやや高額なこと。また26素子相当などの高性能機種もございますが、基本的な設置位置の低さから、八木式アンテナに比べると受信感度がやや低くなり、住宅密集地や弱電界地域などでは十分な受信性能を確保できず、設置できないケースもあることです。
（使用可能エリア：強電界地域～中電界地域）
ユニコーンアンテナは2017年（平成29年）に登場した最新鋭の地デジアンテナで、ポールの先にほぼ円筒形のアンテナ本体を設置した、住宅の装飾物のようなスタイリッシュな外観を持っています。
主な設置位置は屋根の上の他、屋根の張り出し部の板（破風板）や壁面などの高所になり、設置位置の高さから受信感度を確保できる。風雨を受け流す形状で経年劣化が進みにくく高寿命となる。屋根の上に太陽光パネルが設置された住宅でも、パネルに影を落とさないように設置しやすい、などのメリットがございます。
デメリットとしては、八木式アンテナの高性能機種に比べると受信感度がやや及ばず、弱電界地域などでは使用できない場合もあること。また最新機種のため、本体価格、設置工費が割高になることなどが挙げられます。
（使用可能エリア：強電界地域）
これは上記の三機種とは異なり、直接、テレビ機器とケーブルで接続して、室内に設置する小型アンテナになります。またデザインアンテナでも小型モデルでは室内設置に対応している機種がございます。
室内アンテナは低価格で設置も簡単と、非常にお手軽な地デジアンテナになりますが、その分、受信性能も低く、ブースター内蔵型の高性能機であっても、基本的には強電界地域から中電界地域での使用が主になります。また機種によっては強電界地域でも受信が不安定になるケースもございます。
基本的に室内アンテナは、一時的なご利用など、簡易的な地デジアンテナとしてご利用になるのがおすすめです。
各アンテナ機種の詳細や設置位置などについては、以下の各コラムをご確認ください。
地デジテレビアンテナの長老「八木式アンテナ（八木アンテナ）」とは？
台風対策に最適！地デジ「デザインアンテナ」と「ユニコーンアンテナ」とは？
面倒な工事も不要！2,000円で地デジ放送を楽しめる「室内アンテナ」について！
（各アンテナ機種の「水平偏波」「垂直偏波」への対応）
上記の各アンテナ機種の、前述した「水平偏波」「垂直偏波」への対応は、以下の通りになります。
「八木式アンテナ」は、水平偏波では本体を地面から水平に、垂直偏波では地面から垂直に設置する形で、波長の角度に合わせて、設置角度を90度変えることにより、双方の電波に対応できます。
「デザインアンテナ」も基本的には同じ対応が可能ですが、設置の角度が変わることで外観性も変わるなど、デザインアンテナのメリットが失われるケースも生じるため、同じ条件で設置できるよう「水平偏波用」「垂直偏波用」それぞれの機種が販売されております。
「ユニコーンアンテナ」はその形状と、最新モデルでバリエーションが少ないこともあり、現行の機種はすべて水平偏波用となっており、垂直偏波に対応する機種は2023年時点では存在しません。
「室内アンテナ」も、ペーパーアンテナなどの設置方法によっては垂直偏波に対応できるケースもございますが、基本的に室内置きでは設置方法が限られることもあり、その多くは水平偏波用になっております。
【まとめ】
地デジ電波の放送の仕組み、そして各地域において地デジアンテナを設置する際の注意点について、ご理解いただけたでしょうか。
当あさひアンテナでは、前述のようにお客様の地デジアンテナ設置にあたって、現地電波調査やアンテナ設置のお見積もりを無料で行っております。また弊社でのアンテナ契約の本契約にいたらなかった場合も、キャンセル料などの諸費用は一切いただきません。
実際のアンテナ設置にあたっても、地デジアンテナおよびBS/CSアンテナとセットの設置も含め、受信性能はもちろんのこと、アンテナの外観性や自然環境への強さなど、お客様のご要望を第一とするアンテナ設置工事を、業界最安値に挑む価格でご提案しております。
もちろんアンテナ工事に関するお客様のご質問についても、弊社の職人はどのようなこともお伺いし、誠心誠意、ご理解、ご納得いただけるまでご説明いたしますので、どのようなご質問でもなさっていただければ幸いです。
地デジアンテナ設置をはじめ、地デジに関する各種のご相談は、弊社フリーダイヤル（0120-540-527）。またはメールフォーム、LINEまで、どうかお気軽にお問い合わせください。
