【完全版】電波の種類と特徴を徹底解説！携帯電話・Wi-Fi・免許まで知っておきたい基礎知識

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2025年11月15日

現代社会において、私たちは日常的にスマートフォンやWi-Fiを使用していますが、これらの便利な通信技術を支えているのが「電波」です。しかし、電波にはさまざまな種類があり、それぞれ異なる特性や用途があることをご存知でしょうか。本記事では、電波の基本的な仕組みから、携帯電話やWi-Fiで使われている具体的な電波の種類、そして電波を利用する際の法的規制まで、幅広く詳しく解説していきます。電波の種類と特性を理解することで、私たちの身の回りにある無線通信技術への理解が深まり、より効果的に活用できるようになるでしょう。

1. 電波の種類を知る前に押さえておきたい基礎知識

電波の理解を深めるためには、まず「電波とは何か？」という基本的な概念を掴むことが重要です。電波は電磁波の一形式であり、空間を介してエネルギーを運ぶ波動として機能します。これらの電磁波は、周波数や波長によって異なり、さまざまな用途に利用されています。この基本的な知識は、無線通信を理解する上で不可欠です。

電波の基本的な特性

電波には以下のような基本的な特徴があります：

波長と周波数: 電波の周波数は、特定の時間内に繰り返される波の数を示し、単位にはヘルツ（Hz）が使われます。波長は周波数と逆の関係にあり、高周波数の電波は短波長を持ち、低周波数の電波は長波長になります。
伝播特性: 電波は空間を通って伝わる特性があり、真空や空気中で効率的に移動しますが、障害物によって影響を受けることもあります。
用途: 電波は、通信分野だけでなく医療や工業、農業など多様な分野で活用されています。

無線通信と電波の関係

無線通信は、電波を使用して情報を音声やデータとしてやり取りする重要な技術で、さまざまな分野で欠かせないものとなっています。具体例としては、以下のようなものがあります：

スマートフォン: 携帯電話のネットワークを通じて通話やデータ通信が行われています。
Wi-Fi: 無線LANの技術によってインターネット接続を実現しています。
Bluetooth: 短距離でのデータ転送を可能にし、多様なデバイス間の接続をサポートしています。

電波の分類

電波は周波数によって異なるカテゴリーに分類され、それぞれに特有の性質があります。この分類は特に通信の品質や到達距離に影響を及ぼすため、適切な周波数帯を選定することが重要です：

低周波（LF）: 長距離の伝送に適しており、障害物に対して強いが、データ通信速度は遅いという特徴があります。
中周波（MF）: AMラジオ放送に利用され、安定性がありますが、到達距離には制限があります。
高周波（HF）: 船舶通信などで広く利用され、通信距離が長くなりますが、障害物に弱いのが特徴です。
超高周波（UHF）: 携帯電話やテレビ放送で活用され、高速な通信が可能です。

このように、電波の特性や分類を理解することは無線技術の基本を作り上げ、さまざまなデバイスや通信システムの運用に必要不可欠です。電波の種類について学ぶことで、より安全で効率的な通信環境を構築するための知識を得ることができます。

2. 周波数帯で分類される電波の種類とその特徴

無線通信の分野では、電波はその周波数によって異なる種類に分類されます。それぞれの周波数帯域は固有の特性を持ち、異なる用途に応じて適切に選ばれることが求められます。ここでは、主要な電波の種類とその特徴について詳しく解説します。

低周波（LF）および中周波（MF）

低周波 (LF)
周波数帯: 30 kHz ～ 300 kHz
特徴:
- 長波とも称され、地球の曲面に沿った伝播に優れています。
- 地形や建造物に影響されずに通信が可能で、主に航空交通管制や海上通信に利用されることが多いです。
中波 (MF)
周波数帯: 300 kHz ～ 3 MHz
特徴:
- 伝送の安定性が高く、AMラジオ放送に広く使われています。
- スポラディックE層の現象を活用して、中距離通信における利便性を確保しています。

高周波（HF）

短波 (HF)
周波数帯: 3 MHz ～ 30 MHz
特徴:
- 電離層反射を利用するため、国際通信やアマチュア無線で多く利用されています。
- 遠距離通信が可能で、地球の反対側まで信号を届けることができます。

超高周波（VHF）および極超高周波（UHF）

超高周波 (VHF)
周波数帯: 30 MHz ～ 300 MHz
特徴:
- FMラジオ、テレビ放送、業務用無線通信において、通信距離とデータ量の均衡が取れています。
- 地形や建物を回り込む能力が白く、特に都市部での使用に適しています。
極超高周波 (UHF)
周波数帯: 300 MHz ～ 3 GHz
特徴:
- 小型のアンテナが使用できるため、携帯電話や地上デジタルテレビの放送に利用されることが多いです。
- 高い直進性を持ち、隣接する通信との干渉を減少させるのが容易になります。

マイクロ波（SHF）およびミリ波（EHF）

マイクロ波 (SHF)
周波数帯: 3 GHz ～ 30 GHz
特徴:
- 衛星通信や無線LANなど、迅速かつ大容量のデータ通信に最適であり、直進性が強いです。
- 雨などによる減衰に影響を受けやすく、通信環境に依存する場合があります。
ミリ波 (EHF)
周波数帯: 30 GHz ～ 300 GHz
特徴:
- 短距離通信に多く用いられ、将来的には6G通信など次世代技術に期待が寄せられています。
- 障害物を回避する能力が低いため、先進的な技術力が求められます。

これらの「電波の種類」とその特性を理解することで、私たちの生活における無線通信の基盤となる技術的な側面を知ることができます。電波の特性は通信の品質や信頼性に影響を与えるため、適切な周波数帯を選ぶ重要性を再認識しましょう。

3. 携帯電話やWi-Fiで使われている電波の種類を解説

私たちの生活に欠かせない携帯電話やWi-Fiは、多様な周波数帯の電波を活用し、スムーズなデータ通信を実現しています。このセクションでは、これらの通信において利用される主要な電波の種類について詳しく掘り下げていきます。

携帯電話に使われる電波の種類

携帯電話の通信は多様な周波数帯で行われており、特に以下の帯域がよく利用されています：

800MHz帯: 「プラチナバンド」とも呼ばれ、この周波数は障害物を容易に通過するため、特に屋内での通話品質に優れています。また、長距離通信にも適しており、郊外や地下でも安定した信号を受信できるのが特徴です。
1.5GHz帯、2GHz帯: これらの帯域は、高速データ通信に広く使われています。都市部では人々が集中しているため、データトラフィックが高くなることから、これらの高周波数帯は重要な役割を果たしています。
3.5GHz帯: 近年の5G通信でも重要視される帯域で、さらなる速度と大容量データの送受信が可能です。直進性が強いため、基地局を密に設置する必要がある点が特徴です。

Wi-Fi通信で使われる電波の種類

Wi-Fiは家庭やオフィスでのインターネット接続において欠かせないテクノロジーです。主に次の2つの周波数帯が使用されています：

2.4GHz帯: この帯域は広範囲にわたって信号を伝えることができ、障害物をいくつか透過する特性があります。そのため、多くの家庭で一般的に使用されていますが、Bluetooth機器や電子レンジなど、他のデバイスとの干渉が起こりやすい欠点もあります。
5GHz帯: 高速なデータ通信を実現するこの帯域は、特に動画ストリーミングやオンラインゲームに最適です。障害物には弱いですが、混雑した環境でも安定した通信速度を提供します。また、高帯域の特性により、多くのデータを同時に処理できるのが大きなメリットです。

Bluetoothに使用される電波の種類

Bluetoothは短距離通信に特化した2.4GHz帯を使用しています。この周波数帯はおおよそ10メートル程度の距離でデータを効率良く送受信できるため、以下のようなデバイスに広く利用されています：

ワイヤレスイヤホン
スマートフォンとの接続
ウェアラブルデバイス

Bluetoothの最大の強みは、非常に少ない消費電力で動作できる点です。この特性により、多くのコンパクトな機器が長時間使用可能となっています。

まとめ

携帯電話、Wi-Fi、Bluetoothなど、私たちの日常を支える通信システムはそれぞれ異なる電波の特性を生かしています。多様な周波数帯を活用することは、快適な通信環境を構築する上で非常に重要です。電波の種類やその特性を理解することで、より良いデバイスの選択や効果的な使用方法を見出すことができます。

4. 電波の種類によって変わる性質とは？反射・回り込み・減衰について

電波は、その周波数の特性により、多様な性質を持ち、これが通信効率や到達距離に大きく影響します。特に、反射、回り込み、減衰といった現象は、電波の周波数に大きく依存しています。

反射

電波は、建物や障害物に当たると反射する特性があります。この反射は特に高い周波数の電波で顕著に見られ、次のような特徴があります：

高周波数帯の電波：このタイプの電波は、比較的小さな障害物に対しても反射しやすく、反射角は障害物の形状によって異なります。具体的にはコンクリート製の壁に当たると、その裏側には届きにくくなることがあります。
低周波数帯の電波：こちらの電波は建物を容易に越える能力があり、障害物を回避する際の影響が少ないため、広範な通信が可能となります。

回り込み

電波は障害物の周囲を回り込むことができる特性も持っています。特に超短波や中波の電波でこの特性が顕著であり、以下のような利点があります：

建物の角を回り込む：電波は建物の隙間や影に沿って不規則に進むことができるため、裏道などでも通信が成功することがあります。
音と電波の関係：音が隣の部屋から聞こえるように、電波も周囲の障害物を避けながら進むことが可能です。

減衰

電波は距離が伸びるにつれ、また障害物を通過する際にその強度が減少します。この減衰度合いは、周波数によって異なる特性を示します。

高周波数の電波：これらの電波は高速な通信を提供しますが、雨や霧などの影響を受けやすく、急激な減衰が起こることがあります。少しの障害物でもその影響が出るため、注意が必要です。
低周波数の電波：一方、低周波数の電波は建物や山を越えた際の減衰が少なく、より安定した通信が可能です。広い距離での通信に優れていますが、高周波数の技術と比較すると情報量に制約がある点があります。

まとめると、電波の特性は周波数によって明確に異なり、反射、回り込み、減衰に関する理解は無線通信の信号品質を向上させるために重要です。各電波が持つ特性を有効に利用することで、最適な通信方式を見つけることができるでしょう。

5. 電波を使うには免許が必要？知っておきたい法律と規制

電波は私たちの生活に深く根付いている重要な通信手段である一方、その利用には法律や規制が厳格に設けられています。特に、日本においては総務省が電波管理を行い、「電波法」に基づいて電波の使用に関連する規定が定められています。この法律は、公共の利益を守るため、無線通信の利用が適切に行われることを目的としています。

無線局免許の取得

無線通信を行うためには、特定の周波数帯を使用する場合、無線局免許の取得が必要です。これにより、利用者がその周波数を適正に使用することが可能となり、他の無線通信との干渉を避けることができます。無線局免許を取得するには、以下のようなステップがあります。

申請書の作成 – 必要な情報を記載した申請書を作成します。
必要書類の提出 – 申請書とともに、所定の書類を提出します。
審査の受ける – 提出した書類に基づいて総務省からの審査を受けます。
免許の取得 – 審査に通った場合、無線局免許が交付されます。

技術基準適合証明（技適マーク）

また、一般家庭向けの無線機器、特にWi-FiルーターやBluetooth機器などについては、技術基準適合証明を受ける必要があります。これは、使用する機器が法律や技術基準に適合していることを示す証明であり、適合していない機器は法律上使用が禁止されます。技適マークが付与されている機器を使用することで、トラブルを未然に防ぎ、安全な通信環境を確保できます。

法律違反のリスク

法律に従わずに無線通信を行うことは、厳しい罰則の対象となります。違法に電波を使用した場合、以下のようなリスクがあります：

罰金や行政処分 – 違法行為が発覚した場合、金銭的な罰則や行政的な処分が科されることがあります。
通信の停止 – 無線局免許を持たずに運用している場合、通信が停止されることがあります。
設備の差し押さえ – 不正に使用されている機器が差し押さえられることがあります。

正しい知識の重要性

電波に関する法律や規制を理解することは、通信機器を安全かつ適正に利用するために非常に重要です。特に、業務用の無線通信を行う場合や、新たに無線機器を導入する際には、事前に法律を確認し、適切な手続きを行うことが不可欠です。法律を守ることは、トラブル回避に繋がるだけでなく、他の利用者との共存にも寄与します。

まとめ

電波は私たちの生活に欠かせない重要な通信手段ですが、その利用には法律や規制があります。無線通信を行う際には、無線局免許の取得や技術基準適合証明の確認が必要となります。これらの手続きを踏まえ、電波法を遵守することで、安全かつ適切に電波を活用できます。電波の特性と法的な側面を理解することは、効果的な通信環境を構築するうえで重要な要素です。電波に関する正しい知識を持つことで、私たちの生活がより便利で快適なものとなることでしょう。