電波の種類を徹底解説！Wi-Fi・Bluetooth・スマホが使う周波数の違いと特徴

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2025年11月6日

スマートフォンやWi-Fi、テレビなど、私たちの生活は電波に支えられていますが、その仕組みを正しく理解している人は意外と少ないものです。「なぜWi-Fiは壁を通り抜けにくいの？」「なぜAMラジオは遠くまで届くの？」といった疑問を持ったことはありませんか？

実は、これらの違いは全て「周波数」という電波の基本的な性質に関係しています。周波数が変わることで、電波の届く距離や通信速度、障害物への強さが大きく変わるのです。

このブログでは、電波の基礎知識から具体的な活用例まで、専門用語を使わずにわかりやすく解説します。電波の種類や特徴を理解することで、なぜ私たちの身の回りでこれほど多様な無線技術が使い分けられているのかが見えてくるでしょう。また、知らずに違法行為をしてしまわないための電波法の知識についても触れていきます。

1. 電波って何?周波数とヘルツの基礎知識をわかりやすく解説

電波は、私たちの生活に欠かせない存在ですが、その正体や仕組みについて理解している人は意外と少ないかもしれません。ここでは、電波の基本的な概念について、詳しく解説します。

電波の定義

電波とは、電磁波の一種で、空間を通じて伝わる音やデータの運び手となるエネルギーの波です。電波は、周波数という特性を持ち、これによってその性質や使用用途が大きく異なります。電波の周波数は、1秒間に波が何回繰り返されるかという指標で、単位はヘルツ（Hz）で表示されます。

周波数とその重要性

電波の周波数は、以下のように分類されます。

低周波数帯（LF、MF）: これは、30kHzから3MHzの範囲に相当します。AMラジオ放送や航空通信に使われることが多く、波長が長く遠距離通信に適しています。
高周波数帯（HF、VHF、UHF）: これらは、3MHzから3GHzの範囲を含み、テレビ放送や携帯電話、Wi-Fiなどの通信に広く利用されています。高周波数帯は通信速度が速いという特性がありますが、障害物に対する耐性は低くなります。

周波数が変わると、以下のような特性も変わります：

到達距離: 一般的に、低い周波数は遠くまで届きやすいですが、高い周波数は遮蔽物に弱い。
通信速度: 高周波帯は、データの送受信が迅速で、より多くの情報を扱うことが可能です。
障害物透過性: 低周波は建物や自然の障害物を透過する能力が高いのに対し、高周波は物理的な障害にぶつかりやすいです。

このように、周波数は電波がどのように機能するかを決定づける重要な要素となります。

ヘルツ（Hz）とは？

ヘルツ（Hz）は、電波の周波数を表す単位で、1Hzは1秒間に1回の波が起こることを意味します。電波の周波数が高くなるほど、データの転送速度や通信容量が向上しますが、それに伴い障害物に対する影響も大きくなります。

例えば、1GHzの電波は1秒間に10億回の波が繰り返されるため、そのスピードは非常に速いですが、コンクリートの壁やその他の障害物に対しては、同じ周波数の電波よりも低い周波数の方が跳ね返りにくいという特長があります。

これらの基本的な知識を持つことで、電波の特性や利用方法をより深く理解し、適切に選択できるようになるでしょう。電波は見えないが、私たちの生活やビジネスにおいて重要な役割を果たしているため、そのメリットやデメリットを知ることは非常に重要です。

2. 電波の種類を周波数帯で分類!LF・MF・HF・VHF・UHFの特徴

電波は、その周波数によってさまざまな種類に分類されており、それぞれの帯域には固有の特徴や用途があります。今回は代表的なLF・MF・HF・VHF・UHFの周波数帯について、それぞれの特性を詳しく解説します。

LF（Low Frequency）: 30kHz～300kHz

LF帯は非常に低い周波数を持ち、主に以下のような用途で利用されています。

AMラジオ放送: 地域ラジオ局が信号を送信する際、このLF帯がよく使用されています。
航空航法: 航空機の位置情報を提供するために不可欠な役割を果たしています。

この周波数領域の特徴は、長波長により建物や地形の影響を受けにくいため、長距離通信に適しており、音声信号の伝達にも優れています。

MF（Medium Frequency）: 300kHz～3MHz

MF帯は特にAMラジオ放送に広く利用されており、以下の特性を持っています。

通信距離: 中距離通信に最適であり、夜間に特に効果的です。
用途: 商業放送や航行指示システムなど、さまざまなメディアで活用されています。

MF帯は、安定した信号を保つことができるため、情報の確実な伝達を可能にします。

HF（High Frequency）: 3MHz～30MHz

HF帯は短波として知られており、多岐にわたる用途があります。

国際通信: 地球の反対側との通信が可能で、特に電離層の反射を利用して情報の送受信が行なえます。
アマチュア無線: 無線愛好家が国際的なコミュニケーションを楽しむために使用されています。

HF帯の大きな特性は、地球の大気の影響を利用することで、非常に長距離の通信が可能になる点です。

VHF（Very High Frequency）: 30MHz～300MHz

VHF帯は多くの無線通信に使用されており、主に次の用途で利用されています。

テレビ放送: 一般的なテレビ信号はこの帯域を通じて送信されています。
FMラジオ: 音質が良好なため、音楽の伝送に広く使われています。

VHF帯は地上波放送や業務用通信に適しており、特に都市部では多様な用途が見られます。

UHF（Ultra High Frequency）: 300MHz～3GHz

UHF帯は、日常生活において広く利用されている通信システムに採用されています。

携帯電話: この帯域はさまざまな通信に使われており、データ通信の基礎を醸成しています。
Wi-Fi: 特に2.4GHzと5GHz帯が家庭やオフィスの無線通信に広く用いられています。

UHF帯は比較的短い波長を持つため、大容量のデータ通信や高速処理が可能ですが、障害物には弱いという特性もあります。

これらの周波数帯はそれぞれに特有の性質を持ち、無線通信の多様なニーズを満たすために重要な役割を果たしています。通信技術は常に進化しており、これらの電波の種類を理解することが今後の技術利用においてもますます重要になることでしょう。

3. 高周波と低周波の違いとは?届く距離と通信速度の関係

無線通信における「高周波」と「低周波」の違いは、その特性に大きく関連しています。それぞれの周波数帯域がどのように通信に影響を与えるのか、以下に詳しく見ていきましょう。

高周波の特性

高周波（HF帯やUHF帯など）は、一般に周波数が3MHz以上の電波を指します。この帯域の特徴は次の通りです：

通信速度の向上: 高周波は、短時間で多くのデータを送受信できるため、高速通信が可能です。例えば、Wi-Fiの5GHz帯や、5G通信で使用されるミリ波は、この特性を活かしています。
大容量のデータ転送: 高周波では、より多くの情報を同時に送ることができるため、ストリーミングやオンラインゲームなど、高帯域が必要な用途に最適です。
遮蔽物への弱さ: 一方で、高周波は壁や建物などの障害物に弱く、通信距離が制限されます。そのため、屋内や密集した都市環境では安定した通信を図るために、基地局の数を増やす必要があります。

低周波の特性

対照的に、低周波（LFやMF帯など）は、3kHzから3MHzまでの範囲に属する電波です。こちらの周波数帯の特徴は以下の通りです：

届く距離が長い: 低周波は波長が長いため、障害物を回避しやすく、より遠くまで届きます。これにより、AMラジオ放送や船舶通信などで利用されています。
通信速度の制約: しかし、低周波ではデータ転送速度が遅く、情報量も限られています。このため、音声専用の通信など、情報の容量が比較的少ない用途に向いています。
建物内での通信に適している: 屋内での利用においても、低周波は障害物を透過しやすい特性を持つため、携帯電話やトンネル内での通信などに強みを発揮します。

高周波と低周波の比較

このように、通信の質や状況に応じて高周波と低周波を使い分けることが不可欠です。以下の表に、両者の特性をまとめました。

特性	高周波	低周波
通信速度	高速通信が可能	通信速度が遅い
情報量	大容量データ転送に最適	音声専用などの容量制限
届く距離	短い（遮蔽物に弱い）	長い（障害物に強い）
用途	ストリーミング、5G通信	ラジオ放送、長距離通信

周波数帯域の違いを理解することで、無線通信の選定や構築において、最適な技術を採用することが可能となります。私たちの生活における無線通信は、それぞれの周波数帯の特性を効果的に利用して、より良い通信環境を実現しています。

4. 身近な電波の使い分け|Wi-Fi・Bluetooth・スマホが使う周波数帯

私たちの生活には、多様な無線電波が溢れていますが、それぞれ異なる特性を持ち、用途に応じた周波数帯が使用されています。特に、Wi-Fi、Bluetooth、スマートフォンの通信は、各々の電波の種類に基づいて最適化されているため、使い分けが極めて重要です。ここでは、これらの通信方法が使用する電波の種類と周波数帯について詳しく探っていきます。

Wi-Fi通信

Wi-Fi通信は主に、2.4GHz帯と5GHz帯という二つの異なる周波数帯を利用しています。

2.4GHz帯
特徴: 壁や障害物を回避しやすく、広範囲での信号伝送が優れています。
用途: 自宅やオフィスなどで広いエリアのインターネット接続に非常に適しており、人気を集めています。
欠点: 他の電波との干渉を受けやすくなり、通信速度が低下することがあります。
5GHz帯
特徴: 高速通信が可能ですが、障害物に対する耐性は劣ります。
用途: 動画ストリーミングやオンラインゲームなど、高速なデータ通信が要求される場合に非常に適しています。
欠点: 通信範囲が狭く、特に部屋を越える使用には向いていません。

Bluetooth通信

Bluetoothも同様に2.4GHz帯を使用していますが、その特性はWi-Fiとは異なります。

特徴:
通信距離は約10メートル以内に制限されており、近くにあるデバイス同士の接続に理想的です。
エネルギー効率が高く、主にイヤホンやウェアラブルデバイスなどの小型機器での利用に適しています。

スマートフォン通信

スマートフォンでは、多くの周波数帯が利用されており、その中で代表的なのは800MHz帯、1.5GHz帯、2GHz帯、3.5GHz帯などです。

800MHz帯
特徴: 遠くまで信号を届かせる能力があり、特に建物内での受信強度が高い利点があります。
用途: 通常通話やメール、または低速データ通信において主に使用されています。
1.5GHz帯・2GHz帯・3.5GHz帯
特徴: これらは高周波数帯で、高速通信が可能です。
用途: 都市部でのデータ通信や、インターネットブラウジング、アプリのダウンロードなど、さまざまな場面で有効です。

まとめ

このように、Wi-Fi、Bluetooth、スマートフォンはそれぞれ異なる電波の種類や周波数帯を使用しています。これらの特性を理解することで、私たちの無線通信がさらに快適かつ効率的になります。正しい周波数帯を選ぶことにより、私たちの生活をスムーズにサポートすることができます。無線通信の仕組みや特性を知っておくことで、適切な機器選びや取り扱いに役立てることができるでしょう。

5. 電波は勝手に使えない?電波法と技適マークの重要性

私たちの生活において、無線通信は大切な役割を果たしていますが、その背後には厳格な法律やガイドラインが存在します。このセクションでは、日本における電波の使用に関連する「電波法」と「技適マーク」の重要性について詳しく解説します。

電波法の概要

電波法は、無線通信を安全かつ効果的に行うために設けられた法律です。この法律では、以下のような主要なポイントが定められています。

周波数の管理: 電波は有限なリソースであるため、周波数の利用は国家の方針によって厳しく管理されています。
無線局の免許: 業務で無線通信を行うためには「無線局免許」が必要です。これにより、通信の干渉やトラブルの発生を防ぎ、スムーズな通信を確保します。
技術基準適合証明: 無線機器を適正に使用するためには、所定の技術基準をクリアする必要があります。これには技適マークの取得が必須で、基準を満たさない機器は法律により使用が認められません。

技適マークの重要性

技適マーク（技術基準適合証明マーク）は、無線機器が日本の技術基準を遵守していることを表す証拠です。このマークにより、以下のような安心感がもたらされます。

安全性の確保: 技適マークがついている機器は、他の通信に対する干渉が少なく、安全に使用できる設計がなされています。
通信の品質向上: 技適マークのない機器は、通信品質が低下したり、トラブルを引き起こすことがあります。そのため、このマークの有無は商業的にも非常に重要な要素となります。

電波の利用とその影響

電波は目に見えない資源ですが、限られた周波数帯域を多くの人が利用するため、適切な管理が求められます。例えば、特定の周波数帯が混雑することで、通信速度が低下したり、信号同士が干渉します。無許可で無線機器を使用すると、これらの問題が増えるだけでなく、法的な責任を追及されることもあります。

まとめ

電波法および技適マークは、無線通信の根幹をなす重要な枠組みです。これらの規制を正しく理解し、遵守することが、良好な通信環境を維持し、私たちの日常生活をより快適にするために欠かせません。電波は誰もが利用できる資源ですが、その管理は一人ひとりの適切な意識によって支えられているのです。

まとめ

電波はまさに私たちの生活に欠かせない存在です。しかし、その性質や使用法について理解されていないことも多いのが現状です。本記事では、電波の基本的な概念から種類、特性、そして法的な側面まで、電波に関する重要な知識を詳しく解説しました。電波の特性を理解し、適切に使い分けることは、より快適な無線通信環境を実現するために欠かせません。また、電波法と技適マークを遵守することで、安全性と通信の品質を確保することができます。これらの知識を身につけることで、私たちはより賢明に電波を活用し、便利で豊かな暮らしを送ることができるでしょう。

よくある質問

電波の種類にはどのようなものがあるの?

電波は、その周波数によってLF、MF、HF、VHF、UHFなどに分類されます。低周波数帯のLFやMFは遠距離通信に適していますが、通信速度は遅めです。一方、高周波数帯のVHFやUHFは高速通信が可能ですが、建物などの障害物に弱い特徴があります。用途に応じて適切な周波数帯を選ぶことが重要です。

Wi-Fi、Bluetooth、スマホはどのような周波数帯を使っているの?

Wi-Fiは2.4GHzと5GHzの2つの周波数帯を使用しています。2.4GHzは広範囲の通信に適し、5GHzは高速通信に向いています。Bluetoothも2.4GHzを使用しますが、通信距離が短く、小型デバイスに最適です。スマートフォンでは800MHz帯、1.5GHz帯、2GHz帯、3.5GHz帯など、さまざまな周波数が使われており、それぞれ特長があります。