【完全解説】電波の種類とその特徴｜Wi-Fi・Bluetooth・5Gまで身近な無線通信の仕組みを徹底解剖

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2026年2月4日

スマートフォンでの通話、Wi-Fi接続、Bluetoothでの音楽再生など、私たちは日常的に「電波」を利用していますが、その仕組みや種類について詳しく知っている人は意外と少ないのではないでしょうか。電波は目に見えないものの、現代社会の通信インフラを支える重要な技術基盤です。本記事では、電波の基礎知識から周波数帯による分類、身近な通信機器で使われている電波の種類、さらには関連する法律・規制まで、電波について幅広く解説していきます。この知識を身につけることで、無線通信をより効果的に活用し、通信トラブルの原因を理解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

私たちの生活の中で、無線通信は欠かせないものとなっています。その裏には、目に見えない「電波」が複雑に絡み合い、情報を私たちに届けています。このセクションでは、電波の基礎知識を理解するための重要な要素を紹介します。

電波とは？

電波は、電磁波の一形式であり、空間を伝わるエネルギーの波です。電波の周波数は3Hzから300GHzの範囲にあり、この範囲内の波が私たちが日常生活で利用する無線通信に使われます。具体的には、音声やデータを送受信する際に利用されます。

周波数と波長

電波の特性を理解するためには、「周波数」と「波長」の概念が不可欠です。

周波数は1秒間に繰り返される波の数で、単位はヘルツ（Hz）で表されます。例えば、周波数が100MHzの電波は1秒間に1億回の波を持っています。
波長は周波数に inversely proportional（逆比例）し、周波数が高いほど波長は短く、逆に周波数が低いほど波長は長くなります。この関係性により、異なる周波数帯の電波は異なる特性を持ちます。

電波の伝播特性

電波は、特定の伝播特性を持っており、これが通信の品質に大きく影響します。以下は、電波が持つ主な特性です。

反射: 建物や障害物に当たると電波は反射し、複数の方向に進むことがあります。
回折: 高い障害物の背後にも届く特性があり、これにより建筑物の周囲でも通信が可能となります。
減衰: 発信源から離れるほど電波の強度は徐々に弱くなります。このため、電波の弱い場所では通信品質が低下します。

電波の分類

電波はその周波数によって分類され、それぞれに応じた用途があります。以下のようなカテゴリーが存在します。

低周波（LF）: 30kHzから300kHzの範囲で、AMラジオ放送や一部の遠距離通信に利用されます。
中周波（MF）: 300kHzから3MHzの範囲で、特にAMラジオ放送に使われています。
高周波（HF）: 3MHzから30MHzの範囲で、海上や航空通信などに利用されます。
超高周波（UHF）: 300MHzから3GHzの範囲で、テレビ放送や携帯電話で使われています。

以上の知識を持つことで、電波の種類とその特性に対する理解が深まります。日常生活やビジネスにおいて、無線通信の活用をさらに効果的にするためには、この基礎的な知識が欠かせません。

2. 周波数帯で分類される電波の種類とその特徴

無線通信は、さまざまな周波数帯によって異なる特性を持つ電波を活用しており、それぞれの目的に最適な方法で使用されることが不可欠です。本章では、主な周波数帯を紹介し、それぞれの特性や具体的な活用事例について詳しく解説していきます。

低周波数帯（LF / MF）

LF（Low Frequency）: 30〜300kHz
特徴: 長い波長を持つため、周囲の障害物を回避しやすいのが特長です。これにより、広範囲での通信が可能であり、地形や建物による影響を受けづらくなっています。このため、長距離通信に適しています。
利用例: 主にAMラジオ放送や航空通信の手段として広く利用されています。
MF（Medium Frequency）: 300kHz〜3MHz
特徴: LFと同様に長波長を有しますが、少し高い周波数帯域によってデータ転送効率が向上しています。そのため、比較的遠距離にわたる通信が容易になります。
利用例: 地域向けのAMラジオ放送や短距離の無線通信での利用が一般的です。

高周波数帯（HF / VHF / UHF）

HF（High Frequency）: 3〜30MHz
特徴: 中程度の波長を持ち、電離層の反射を利用することで地球の反対側にまで通信が可能です。この特性を活用して国際的な通信が行われています。
利用例: 短波ラジオ放送や国際通信など、さまざまな分野で利用されています。
VHF（Very High Frequency）: 30〜300MHz
特徴: より短い波長により、距離とデータ転送量のバランスが良く、特に都市部においての利用に適しています。このため、多くの通信サービスに取り入れられています。
利用例: テレビ放送やFMラジオ、無線機器などでの活用が目立ちます。
UHF（Ultra High Frequency）: 300MHz〜3GHz
特徴: 短い波長ながら、高速な通信が実現できますが、障害物には比較的影響を受けやすいことがあります。特に都市環境においては利用に際して注意が必要です。
利用例: 携帯電話、Wi-Fi通信、そしてテレビ放送など多岐にわたる用途で利用されています。

超高周波数帯（SHF / EHF）

SHF（Super High Frequency）: 3〜30GHz
特徴: 短波長ながら、高速データ通信が可能で、特に広帯域の通信に適しています。大容量のデータを取り扱う際に最適な周波数帯です。
利用例: 衛星通信や5GHz帯のWi-Fiなどが代表的な用途です。
EHF（Extremely High Frequency）: 30〜300GHz
特徴: ミリ波とも呼ばれ、次世代通信技術において期待される特性を持っていますが、障害物には非常に敏感で、高度な技術解決が求められます。
利用例: 5G通信や新たな通信基盤の研究開発において、重要な役割を担っています。

これらの周波数帯は、それぞれ電波の特性や利用目的に応じて適切に使い分けられます。通信品質や目的に応じた選択が重要であり、電波の種類についての理解を深めることが、より豊かな通信環境を築くための基盤となります。「電波の種類」を理解することで、より効率的な通信システムを利用できるようになるでしょう。

3. 用途別に見る電波の種類｜Wi-Fi・Bluetooth・携帯電話など

我々の日常生活には、さまざまな無線通信技術が使用されており、特定の目的に応じた異なる電波の種類が存在します。このセクションでは、特に身近なインターネット接続手段であるWi-Fi、短距離通信に欠かせないBluetooth、そして携帯電話通信について、それぞれの電波の種類やその特徴を詳しく解説します。

Wi-Fi通信

Wi-Fiは、家庭やオフィスなどでインターネットに接続するための主要な無線通信手段です。この技術では、主に2.4GHz帯と5GHz帯の周波数が利用されています。

2.4GHz帯
この周波数帯は、安定した通信を提供し、壁や他の障害物を透過しやすく、広い範囲での接続が可能です。
一方で、他の電子機器からの干渉を受けやすく、特に家庭内での利用において注意が必要です。
5GHz帯
こちらは、より速いデータ通信を実現しますが、障害物の影響を受けやすく、近距離での使用が最適です。
特に大容量データのやり取り、例えば動画視聴やオンラインゲームに特化した環境において効果的です。

Bluetooth通信

Bluetoothは、デバイス間での短距離データ交換を目的とした無線通信技術で、主にさまざまなガジェット同士の接続に使用されています。この通信も通常は2.4GHz帯を活用しています。

特性
通常の通信範囲は約10メートル程度とされ、多くはワイヤレスイヤフォンやスマートウォッチ、健康関連デバイスなどに利用されています。
低い電力消費が特長で、バッテリー駆動の小型機器に特に適しています。

携帯電話通信

携帯電話通信では、異なる周波数帯が利用され、コミュニケーションの形が多様化しています。一般的に利用される周波数帯は次の通りです。

800MHz帯
この帯域は「プラチナバンド」として知られ、特に遠距離通信に強く、建物内でも安定した信号を保つことが可能です。
1.5GHz帯および2GHz帯
中距離通信をカバーし、高速データ通信を実現します。特に都市部においては、高密度の通信を可能にします。
3.5GHz帯および5G対応帯域（3.7GHz、28GHzなど）
5G通信は、新たな高速処理と大量のデータ伝送を期待させますが、直進性が強いため障害物の影響を受けやすく、基地局の集中的な設置が求められます。

これらの周波数帯は、各用途に応じて巧みに活用されており、それぞれの特性が我々の日常生活を支える要素となっています。無線通信技術の進化により、私たちの暮らしはますます便利で快適になっています。

4. 低周波と高周波、それぞれの電波の違いと使い分け

電波はその周波数によって大きく「低周波（LF）」と「高周波（HF）」に分けられ、それぞれに特有の特徴と用途があります。その違いを理解することは、無線通信や情報伝達において非常に重要です。

低周波の特徴

低周波数の電波は、主に以下の特性を持っています。

長い波長：一般に、低周波の電波は波長が長く、数百メートルにも及ぶことがあります。このため、地面に沿って進みやすく、障害物の影響を受けにくいという特長があります。
遠距離通信に強い：低周波は遠くまで到達する能力が高く、特に建物や山の陰などでも受信しやすいことから、広範囲な通信が可能です。
情報量の制限：一方で、低周波の電波は情報の伝達速度が遅く、同時に乗せられる情報量も限られています。このため、音声やデータの質に制約があります。
大型アンテナが必要：低周波数では、アンテナが非常に大きくなるため、設置や運用コストが高くなることがあります。

具体的な例としては、AMラジオ放送で使われる531kHzから1602kHzまでの帯域が挙げられます。

高周波の特徴

高周波数の電波には、以下のような特長があります。

短い波長：高周波は波長が短く、数センチメートルから数メートル程度です。そのため、空気中を直進する性質が強く、障害物を回避する能力は低いです。
高速通信が可能：この特性により、高周波の電波はデータの伝達速度が速く、大量の情報を同時に取り扱うことができます。これが、通信の品質を向上させる要因となります。
小型アンテナの利用：高い周波数帯は、アンテナを小型化できるメリットがあります。例えば、スマートフォン内部に組み込まれたアンテナは、数センチのサイズで十分機能します。
遮蔽物に弱い：高周波の電波は直進性が強いため、建物や天然の障害物による影響が大きく、通信距離や安定性に課題があります。

スマートフォンやWi-Fi通信に使用される700MHzから28GHzまでの範囲が、高周波の代表例です。

使い分けのポイント

これらの特徴を踏まえた上で、低周波と高周波の電波は用途によって使い分けられています。例えば：

低周波は、遠距離の通信や障害物に強い特性を生かして、AMラジオ放送や航空通信に適しています。
高周波は、データの転送速度が速く、大容量の通信が求められるスマートフォンやWi-Fi通信に最適です。

これにより、無線通信の効率を高めるだけでなく、それぞれの通信サービスの特性に最も適した環境を提供しています。

5. 電波の種類と法律・規制｜知っておくべきルール

電波は我々のコミュニケーション環境にとって不可欠な資源であり、その利用には厳格な法律と規制があります。日本においては、電波の適正な管理を行うための多様な制度が整備されています。この記事では、電波の種類に関する主要な法律や規制について詳しくお話しします。

無線局免許の必要性

特定の周波数帯域を利用して無線通信を行う際には、無線局免許の取得が必須です。この免許は、スマートフォンやWi-Fiネットワークなどの無線通信を行うために、総務省から授与されます。無線局免許の取得対象には以下の利用者が含まれます。

業務用無線通信
特定の周波数帯を利用するサービス

無線局免許を得るためには、事前の申請が必要であり、その後、指定された審査を経なければなりません。このプロセスは、電波干渉を防ぎ、通信の安全性と信頼度を確保するために重要です。

技術基準適合証明（技適マーク）

家庭で使用されるデバイス、例としてWi-FiルーターやBluetooth機器は、法律に基づいて運用されることが求められます。そのために必要な証明書が、技術基準適合証明（技適マーク）です。技適マークを持たない機器は、日本国内で合法的に使用できません。

技適マークとは: 総務省によって定められた技術基準に適合していることを証明するマークです。
対象機器: スマートフォンや無線LANルーター、Bluetoothデバイスなどが挙げられます。

電波の種類と適用される法律

電波はそれぞれの周波数によって使用目的や特性が異なるため、この特性に応じた法律が存在します。以下に主な電波の種類とそれに関連する法律の一部を示します。

アナログテレビ放送: 地上波アナログ放送は終了し、現在ではデジタル放送が主流です。この分野に関する法律は「放送法」に基づいています。
無線LANおよびWi-Fi: これらの通信方法は「電波法」の適用を受けており、技適マークが必須です。
携帯電話: 携帯電話が使用する周波数は、電波法に基づいて総務省が管理しており、通信事業者は免許を取得する義務があります。

法律の遵守の重要性

電波は目に見えないため、適切に管理されなければ他者との間で干渉が生じる危険性があります。そのため、法律や規制の遵守は非常に重要です。違反があった場合には、罰則が科せられることもあるため、無線通信を行う際は最新の法律を十分に確認し、適切な利用を心掛けることが求められます。

まとめ

無線通信技術は私たちの日常生活に欠かせないものとなっています。電波の種類を理解し、それぞれの特性を活かして適切に利用することは非常に重要です。周波数帯によって電波の長短や透過性が異なり、状況に応じて使い分ける必要があります。また、電波の利用には法律や規制があるため、これらを遵守し適切に管理する必要があります。この記事で説明した知識を活かし、より快適で効率的な無線通信環境を実現しましょう。