【完全解説】電波の種類とその特徴｜超長波からミリ波まで身近な電波を徹底比較

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2026年1月12日

私たちの日常生活は、目に見えない電波に支えられています。スマートフォンでの通話、ラジオやテレビの視聴、Wi-Fiでのインターネット接続など、これらすべてが異なる種類の電波を活用しています。しかし、電波にはどのような種類があり、それぞれどんな特徴を持っているのでしょうか？このブログでは、周波数によって分類される電波の種類とその特性について、身近な例を交えながらわかりやすく解説していきます。超長波から超短波、そしてマイクロ波やミリ波まで、電波の世界の奥深さを一緒に探求してみましょう。

1. 電波の種類とは？周波数で変わる電波の世界

私たちの周囲には、様々な種類の電波が存在しています。それぞれの電波はその周波数によって特徴が異なり、それに応じて様々な用途で利用されています。ここでは、電波の種類とその周波数の違いがどのように電波の特性に影響を与えているのかについて詳しく掘り下げていきます。

電波と周波数の関係

電波は電磁波の一種であり、周波数はその電波の特性を決定づける重要な要素です。周波数が異なることで、以下のような特性の違いが生じます：

伝播能力: 低周波数の電波は、地面に沿って進む能力が高く、障害物を回り込むことが得意です。一方、高周波数の電波は直進性が強く、障害物に遮られやすい特性があります。
情報量: 高周波数の電波は、より多くの情報を同時に伝えることができます。これは、波の周期が短いため、より多くのデータを一度に送ることが可能だからです。

電波の種類とその利用

電波は、その周波数によっていくつかのバンドに分けられ、各バンドには異なる特性と用途があります。以下に代表的な電波の種類とその特徴を示します。

超長波（VLF）:
周波数: 3kHz〜30kHz
特徴: 地表面に沿うように進むため、山や建物の影を越えて伝わりやすい。
用途: 各種通信システム。
中波（MF）:
周波数: 300kHz〜3MHz
特徴: 比較的距離を保ちながら安定して伝達し、AMラジオに広く利用。
用途: ラジオ放送。
超短波（VHF）:
周波数: 30MHz〜300MHz
特徴: ビルや山を回り込む能力があり、視界の範囲内で直接伝わる。
用途: FMラジオ、テレビ放送。
極超短波（UHF）:
周波数: 300MHz〜3GHz
特徴: 小型のアンテナで通信が可能で、遠距離でも使用される。
用途: 携帯電話、デジタルテレビ。

周波数の分類と影響

電波は周波数に応じて以下のように分けられます。

低周波（VLF、LF）
– 地面に沿って広がりやすい。
– 長距離通信に適しているが、情報量は少なめ。
中周波（MF、HF）
– AMラジオなど、安定した通信に利用される。
高周波（VHF、UHF）
– 短距離での高品質な通信が可能で、携帯端末や地上波テレビに使用される。

このように、電波の特性は周波数によって大きく変わり、利用分野も多岐にわたります。それぞれの電波が私たちの日常生活にどのように貢献しているのか、意識することでその重要性を再認識することができるでしょう。

2. 超長波から超短波まで：各電波の特徴と使い道

電波はその周波数によって異なる特徴を持つため、様々な用途に利用されています。このセクションでは、超長波から超短波までの各電波の種類とその使い道について詳しく解説します。

超長波（VLF）

周波数: 約3 kHz
波長: 約100 km

超長波は、地表面に沿って進むことが容易であり、山やビルの陰を回り込む能力に優れています。この特性のため、主に海軍通信や長距離の気象観測に利用されています。超長波は、非常に大きなアンテナが必要なため、実用化には特別な装置が求められます。

長波（LF）

周波数: 約30 kHz
波長: 約10 km

長波は、かつての電信や無線通信に使用されていましたが、現在ではあまり利用されていません。とはいえ、一部の航行用通信やラジオ放送においてまだ存在感があります。これも超長波と同様に、地形の影響を受けにくいため、安定した信号伝送を実現します。

中波（MF）

周波数: 約300 kHz
波長: 約1 km

中波は、主にAMラジオ放送で使用されています。安定した通信特性を持ち、特に100 kmほどの距離での伝達が可能です。この範囲内では、電波がスポラディックE層によって反射され、より遠くまで伝わることもあります。中波は音声情報の伝送に適しており、広範な受信機で利用されています。

短波（HF）

周波数: 約3 MHz
波長: 約100 m

短波は、国際通信やアマチュア無線で広く使用されています。短波の特徴は、地球の電離層に反射して長距離通信が可能な点です。この特性により、世界中の無線愛好者との通信や、緊急時の情報伝達に重宝されています。

超短波（VHF）

周波数: 約30 MHz
波長: 約10 m

超短波は、FMラジオや地上デジタルテレビ放送に使用される重要な電波です。この周波数帯域は、音質が良く、建物や自然の障害物を回り込む能力を持っています。また、無線通信でも広く利用されており、様々な移動通信に適しています。

このように、電波はその特性に応じてさまざまな用途に利用されています。超長波から超短波にかけて、それぞれの周波数帯は特有の特徴を持ち、通信や放送、観測などの分野で重要な役割を果たしています。

3. 周波数が低い電波と高い電波、何が違うの？

電波はその周波数によって伝送方法や特性が大きく異なります。ここでは、低い周波数と高い周波数の電波の違いについて詳しく見ていきます。

周波数が低い電波の特性

伝播特性: 周波数が低い電波は、地面に沿って進む性質が強く、障害物を回り込む能力があります。これにより、山やビルの影にあっても比較的受信しやすいのです。この特性は、長距離通信に適しています。
波長の長さ: 低周波の電波は長い波長を持ち、アンテナも大きくなります。例えば、AMラジオで使われる電波は531kHzから1602kHzで、送信アンテナは高く、数十メートルの鉄塔が必要です。
通信容量: 低い周波数の電波は情報を乗せる量が限られています。そのため、音声やデータの伝送においては音質や速度が劣るキャンペーンが起こることがあります。

周波数が高い電波の特性

直進性: 高い周波数の電波は直進する性質が強く、障害物を乗り越える能力は低下します。これにより、受信範囲は限られますが、通信速度や容量が大きく向上します。
波長の短さ: 高周波数の電波は短い波長を持ち、そのためアンテナもコンパクトです。例えば、スマートフォンは700MHzから28GHzの範囲の電波を使用しており、内部に数センチの短いアンテナが組み込まれています。
通信容量と品質: 高い周波数は、より多くの情報を乗せることができるため、データ通信や映像通信に非常に適しています。これにより、スマートフォンや高速インターネットの利用が可能となっています。

遮蔽による影響

低周波数の利点: 低い周波数の電波は地形の影響を受けにくく、地下や建物の中でも比較的安定して接続することができます。
高周波数の課題: 一方で、高周波数の電波は雨や障害物による減衰が大きく、特に激しい気象条件では通信が不安定になります。また、建物の影響を受けやすく、ビルの合間では受信が困難になる場合が多いです。

このように、周波数が低い電波と高い電波は、それぞれに特有の利点と課題を持ち、各用途に応じた適切な選択が求められます。電波の種類によって変わるその特性を理解することが、より良い通信環境の構築に役立つでしょう。

4. 身近な電波の種類：AMラジオ、FM放送、スマホまで

日常生活の中で、多くの人が使っている電波の種類はさまざまです。その中でも特に身近な存在であるAMラジオ、FM放送、そしてスマートフォンの通信に関する電波について見ていきましょう。

AMラジオとその特性

AMラジオは中波（MF）の電波を利用しており、周波数は300kHzから3MHzの範囲にあります。この電波は比較的低い周波数であり、特有の特徴があります。

障害物を回り込む能力が高い：AMラジオの電波は地表を伝播しやすいため、山や建物の影響を受けにくいのが利点です。
通信範囲が広い：通常、安定した受信エリアを持ち、多くのリスナーに届けることが可能です。特に、電波が100km以上も届く場合があります。

しかし、これには欠点もあり、音質はFM放送に比べて劣るとされています。

FM放送の特性と利用

FM放送は超短波（VHF）の電波を使用し、通常は30MHzから300MHzの周波数帯域を占めています。このタイプの電波は、高音質で安定した放送が可能で、以下のような特徴があります。

高音質：FM伝送では音質が向上し、音楽や声のクリアさが際立ちます。
短距離の通信：FM波は直進性が強いため、障害物（建物や山など）があると受信が難しくなることがあります。
利活用の幅：家庭用だけでなく、業務用の通信や移動通信にも広く利用されており、特に公共の交通機関での音楽放送や情報提供に役立っています。

スマートフォンとその通信

スマートフォンは、一般的に高周波数（UHFやSHF）の電波を用いて通信を行っています。具体的には、700MHzから28GHzの範囲で、様々なアプリケーションやサービスを提供しています。

多種多様なアプリ利用：通話やメッセージだけでなく、インターネットサービス、GPS、動画ストリーミングといった多くの機能が、これらの電波を通じて実現されています。
コンパクトなアンテナ：スマートフォンのアンテナはごく小型であり、内部に設置されています。そのため、ユーザーは日常的にその存在を意識することなく通信を楽しむことができます。

近年、スマートフォンでは5G技術も進展しています。これは、より高い周波数帯域を利用することで、データ通信速度や応答速度が大幅に向上し、より豊富なコンテンツが超高速で提供される時代を迎えています。

このように、AMラジオ、FM放送、スマートフォンはいずれも異なる電波を活用した通信手段ですが、それぞれの特性を生かして日常生活に密接に関わっています。

5. マイクロ波やミリ波など、さらに高い周波数の電波たち

マイクロ波やミリ波は、通信技術や産業応用において非常に重要な役割を果たしています。これらの高周波数の電波は、直進性が強いため、特定の用途に適した特性を持っています。

マイクロ波の特徴と利用

マイクロ波（周波数範囲：約1GHzから300GHz）は、高速なデータ伝送能力を備えています。そのため、以下のような用途で広く使用されています。

衛星通信：地球外との通信を可能にし、GPSや気象予測に利用されています。
無線LAN：家庭やオフィスでのインターネット接続において、迅速なデータ伝送を実現しています。
気象レーダー：気象情報をリアルタイムで収集し、悪天候の早期警告を行います。

マイクロ波での通信は、舗装された物理的な道を必要としないため、視距離内で効率的に情報を伝えることができます。ただし、雨や霧などの影響を受けやすいという特性も覚えておく必要があります。

ミリ波の傾向

ミリ波（周波数範囲：30GHzから300GHz）は、さらに細かいデータの伝送が可能です。このような高周波数の電波は、特に以下の領域での利用が進んでいます。

5G通信：次世代のモバイル通信において、超高速のデータ転送と低遅延を実現します。
マイクロ波測距：物体までの距離を非常に正確に測定するため、産業自動化や安全システムに活用されています。
医療分野：ミリ波を利用した非侵襲的な診断技術が開発され、患者への負担を軽減します。

ミリ波は短距離での通信に優れているため、基地局間の密接な配置が求められます。これにより、高い周波数の未利用帯域を有効に活用することが可能になります。

高周波数の特性と課題

高い周波数の電波には以下の特性があり、利用に際しての利点と課題があります。

直進性が強い：通信の効率が良い一方で、障害物があると伝播が困難になります。
情報伝送量が多い：大量のデータを同時に処理可能ですが、通信の安定性が悪化する場合があります。
短い波長：アンテナの設計が容易になるものの、環境要因に敏感であるため影響を受けやすいです。

これらの特性は、通信インフラや利用シーンに応じた効果的な対応が必要になる要素です。特に高周波数は、インフラストラクチャーの整備や電波の干渉を抑える技術が求められる分野です。

まとめ

電波は私たちの日常生活に深く関わっており、その周波数特性によって様々な用途に活用されています。低周波の電波は長距離通信に適し、高周波の電波は大容量のデータ通信に向いています。AMラジオ、FM放送、スマートフォンといった身近な例から、より高周波のマイクロ波やミリ波まで、電波は私たちの生活を支える重要な技術です。これからも、電波の特性を理解し、状況に応じた適切な活用を心がけることが大切です。電波技術の進展とともに、より便利で快適な社会の実現が期待されます。