電波の種類を完全解説！周波数帯から身近なWi-Fi・Bluetoothまで徹底比較

未分類

2025年12月12日

私たちの日常生活は、目に見えない「電波」によって支えられています。スマートフォンでの通話、Wi-Fiでのインターネット接続、テレビやラジオの視聴など、現代社会のあらゆる場面で電波が活用されています。しかし、一口に「電波」といっても、その種類や特性は実に多様で、それぞれが異なる用途に最適化されています。本記事では、電波の基礎知識から周波数帯による分類、高周波と低周波の違い、そして私たちが普段利用しているWi-FiやBluetoothといった身近な通信技術まで、電波の種類について詳しく解説します。電波に関する法規制についても触れながら、この見えない技術がいかに私たちの生活を豊かにしているかを理解していきましょう。

1. 電波の種類とは？基礎知識から理解しよう

私たちの生活に欠かせない「電波」。日常生活の中で意識することは少ないですが、実際には多くの無線通信技術が電波を利用して私たちを繋げています。ここでは、電波の基本的な概念とその種類について詳しく探ってみましょう。

電波とは何か？

電波は、電磁波の一種であり、周波数が3Hzから300GHzまでの範囲にある波です。この範囲の電磁波は、通信技術や放送など多岐にわたる用途で利用されます。電波は、情報を伝える手段として非常に重要な役割を果たしており、私たちの生活を支える基盤でもあります。

電波の物理的特性

電波には、以下のような重要な物理的特性があります。

周波数：1秒間に繰り返される波の数で、ヘルツ（Hz）という単位で表されます。例えば、周波数が高いほど、通信速度が速くなります。
波長：電波の波の長さで、周波数が高いほど波長は短くなります。波長は、電波の伝播特性に影響を与えます。

これらの特性により、電波は不同の用途に適した特性を持つように調整されており、例えば、遠距離通信には低周波数帯の電波が使用されることが多い一方で、高速データ通信には高周波数帯が利用されます。

電波の種類

電波は、主に以下のような種類に分類することができます。

低周波（LF）：30kHzから300kHzの周波数帯で、地下や建物の中でも伝わりやすい特性を持っています。
中周波（MF）：300kHzから3MHzの帯域で、AMラジオ放送などに利用されています。
高周波（HF）：3MHzから30MHzの範囲で、短波ラジオや一部の無線通信に利用されています。
超高周波（UHF）：300MHzから3GHzの範囲で、Wi-Fiや携帯電話などの通信に広く使用されています。
極超高周波（SHF）：3GHzから30GHzで、主に衛星通信やレーダー技術に用いられます。

電波の利用の重要性

電波の種類とその特性を理解することは、無線通信の品質や効率を向上させるために不可欠です。また、これらの知識は新しい通信技術、例えば5GやIoTなどに対応するためにも重要です。電波を理解することで、私たちの生活やビジネスにおける通信環境をより良くすることが可能となります。

2. 周波数帯による電波の分類と9つのバンド

電波はその周波数に基づいてさまざまなバンドに整理されており、それぞれのバンドは異なる用途に特化して利用されています。本稿では、広く知られている9種類の周波数帯について詳しく探っていきます。

周波数帯のバンド一覧

VLF（Very Low Frequency）: 3 kHz ～ 30 kHz
特徴: この周波数帯は超長波とも呼ばれ、地面に沿って効果的に伝播します。山や高層ビルを越えた通信が可能で、長距離通信に適した特性がありますが、情報量には制約があります。
LF（Low Frequency）: 30 kHz ～ 300 kHz
特徴: このバンドはAMラジオや無線航行サービスでよく使われ、信号の安定性に定評があります。広範囲にわたって信号を届けられるため、建物や地形の影響が少なくて済みます。
MF（Medium Frequency）: 300 kHz ～ 3 MHz
特徴: 主にAMラジオで利用される帯域で、短距離での高品質通信が可能です。長い波長により、物理的な障害を軽々と超えることができます。
HF（High Frequency）: 3 MHz ～ 30 MHz
特徴: 短波通信に用いられ、国際通信や艦船間の通信に適しています。この周波数帯は「電離層反射」を利用し、地球の反対側にまで電波を届ける能力があります。
VHF（Very High Frequency）: 30 MHz ～ 300 MHz
特徴: テレビ放送やFMラジオで広く利用されており、通信距離とデータ転送速度のバランスに優れています。特に近距離通信において非常に効果を発揮します。
UHF（Ultra High Frequency）: 300 MHz ～ 3 GHz
特徴: 携帯電話やデジタルテレビの放送に多く使用され、短いアンテナでも通信できます。この帯域は障害物に弱いものの、高速な情報の伝達が可能です。
SHF（Super High Frequency）: 3 GHz ～ 30 GHz
特徴: 衛星通信やWi-Fiに使用され、高速通信が実現されますが、雨や物理的な障害によって信号が減衰することが課題です。
EHF（Extremely High Frequency）: 30 GHz ～ 300 GHz
特徴: 未来の通信技術やテラヘルツ通信に向けた基盤となる帯域で、非常に短い波長により情報の微細伝送が可能ですが、高度な技術が求められます。
ミリ波（Millimeter Wave）: 30 GHz ～ 300 GHz
特徴: 5G通信や将来の通信技術においてますます重要視されており、非常に高い帯域を提供します。しかし、直進性が強く、障害物の影響を受けやすいというデメリットがあります。

バンドごとの利用目的

これらの周波数帯域は、電波を特定のデバイスやサービスに効果的に対応させるために設計されています。例えば、携帯電話は低周波数の帯域を利用して建物内部でも良好な信号品質を維持し、Wi-Fiは高周波数を活かして迅速なデータ転送を実現しています。

各バンドは通信の品質、距離、データ容量に影響を与える特徴があり、これらを理解することで最適な通信手段を選ぶことができます。電波の種類とその特性を認識することは、日常生活において極めて重要な要素となります。

3. 電波の種類別の特性 – 高周波と低周波の違い

電波はその周波数によって異なる特性を持ち、用途に応じて使い分けられています。ここでは、高周波と低周波の違いについて詳しく見ていきます。

高周波の特性

高周波は通常、300MHz以上の周波数を指します。この領域の電波は、以下のような特徴があります。

直進性が強い: 高周波は直進する性質が強く、障害物に影響されにくい特性を持っています。このため、無線通信やデータ通信において速い通信速度を実現します。
アンテナがコンパクト: 高周波の電波は波長が短いため、相対的に小型のアンテナで受信・送信が可能です。例えば、スマートフォンに内蔵されているアンテナは数センチメートルの大きさです。
情報量が多い: 高周波帯の電波は、より多くの情報を同時に伝えることができるため、近年の高速インターネットやストリーミングサービスに広く利用されています。

低周波の特性

一方、低周波は300kHzから300MHzの範囲を含む周波数帯域です。主な特徴は以下の通りです。

遠方への伝播: 低周波の電波は地面を沿って進みやすく、山や建物の影に回り込みやすい性質を持っています。このため、郊外や山間部での通信に適しています。
長いアンテナが必要: 低周波の電波は波長が長いため、送信や受信に使うアンテナは大型になります。例えば、AMラジオのアンテナは時には百メートル以上の高さが必要となることがあります。
情報速度が遅い: 低周波は一般に高速通信には向いておらず、データ伝送容量が小さいため、音声通信や地域放送などの用途で利用されます。

高周波と低周波の違いを比較

多くの特徴がありますが、以下に高周波と低周波の比較をまとめます。

特性	高周波	低周波
伝播性	直進性が強い	地面に沿って伝わる
アンテナサイズ	小型	大型
情報量	大容量	小容量
用途	スマートフォン、Wi-Fi、衛星通信	AMラジオ、緊急通信

このように、高周波と低周波の特性を理解することで、無線通信の仕組みや適切な技術選択の助けになるでしょう。それぞれの波の特性を把握することで、我々の日常のコミュニケーションをより効率的に行うことができます。

4. 用途別に見る電波の種類 – Wi-Fi・Bluetooth・携帯電話など

現代の生活には、さまざまな無線通信技術が浸透しており、それぞれ異なる周波数帯の電波の種類が活用されています。このセクションでは、私たちの日常生活で広く使われているWi-Fi、Bluetooth、携帯電話について、それぞれの周波数帯、特性、使用シーンを詳しく解説します。

Wi-Fi通信

Wi-Fiは、家庭や職場でのインターネット接続手段として非常に人気があります。Wi-Fiでよく使われる周波数帯は、以下の二つです。

2.4GHz帯:
この帯域は広範囲をカバーする能力があり、壁や家具などの障害物を一定程度透過する特性があります。したがって、家庭内のさまざまな場所で安定した接続を提供できるのがメリットですが、電子レンジやBluetooth機器などとの干渉が起こることもあり、場合によっては速度が落ちることがあります。
5GHz帯:
この帯域は、高速で大容量のデータ転送が可能ですが、障害物に対する透過性は低く、通信範囲が狭くなることがあります。そのため、特に動画のストリーミングやオンラインゲームなど、データ容量が求められる使用シーンにおいて非常に効果的です。

Bluetooth通信

Bluetoothは、近距離での無線データ通信に特化した通信方式として広く認知されています。この技術は主に2.4GHz帯を使用しており、以下の特長があります。

通信距離: 最大約10メートルの範囲で、通常はスマートフォンとイヤフォンやその他のデジタルデバイス間での短距離通信に適しています。
低消費電力: Bluetoothは省電力設計が施されているため、バッテリー駆動のデバイスに適しており、ウェアラブルデバイスや小型ゲadgetでの普及が進んでいます。

携帯電話通信

携帯電話の通信では、複数の周波数帯が使用されており、それぞれのバンドは通信の質と利便性を重視して選ばれています。

800MHz帯:
この帯域は良好な距離カバー能力を持ち、特に屋内での通信に優れています。「プラチナバンド」とも呼ばれ、広範囲を網羅するのが特徴です。
1.5GHz帯および2GHz帯:
これらの帯域は、都市部における高いデータ需要に対応するために使われており、高速通信が実現可能です。特に2GHz帯は、携帯電話のデータ通信において主流の帯域となっています。
3.5GHz帯やミリ波帯の28GHz帯:
これらの帯域は主に5G通信に利用され、高速かつ大容量データ転送を実現しています。しかし、障害物に対する透過性が低いため、基地局を密に配置する必要がある点に留意が必要です。

このように、異なる通信手段はそれぞれ独特の周波数帯に基づいた特性を持ち、私たちの日常生活に欠かせない存在となっています。適切な周波数帯の選択は、通信の品質や利便性に大きく寄与するのです。

5. 電波の種類と法規制 – 電波法と技適マークについて

電波は私たちの生活で欠かせないコミュニケーション手段であり、その利用には法律に基づく厳しい規制があります。本記事では、特に電波法と技適マークについて詳しく解説していきます。

電波法の概要

日本における電波の利用は「電波法」に基づいて管理されており、この法律は電波を公正かつ効果的に使用するために設けられています。以下の主要なポイントに焦点を当てて説明します。

周波数の割り当て: 各電波は特定の周波数帯に配分されており、同じ帯域を共有するには適切な免許を持つ無線局に限られています。
免許制度: 無線通信を行うためには「無線局免許」の取得が必須であり、この免許は利用する電波の範囲や内容に応じて異なるものとなります。

技術基準適合証明（技適マーク）

家庭で一般的に使用される無線機器、例えばWi-FiルーターやBluetooth機器には、法的に技術基準適合証明（技適マーク）の取得が必要です。この技適マークは、機器が法律に定められた技術基準を満たしていることを証明するものです。

技適マークの意義: 安全で信頼性のある通信を確保するために、技術基準をクリアした製品だけが市場で流通することが認められます。従って、技適マークのない機器を使用することは法的に禁止されているのです。
基準の内容: 技適マークの基準は、電波の発信強度や干渉の可能性、通信の安定性といった複数の要素から成り立っています。

電波の種類と合法的利用

多くの電波の種類が存在する中で、法的に正しく利用されるものには以下の特徴があります。

ISMバンド: 特にWi-FiやBluetoothの利用においては、2.4GHzや5GHz帯が用いられ、技術的な制約が緩やかなため、一定の条件を満たせば免許なしで利用が可能です。
業務用周波数帯: 一方で、業務用無線通信の場合はさらに特化した周波数帯が必要となるため、事前に審査や届け出が求められます。

電波を正しく活用するには、適切な知識と理解が不可欠です。これにより、無線通信におけるトラブルを未然に防ぐことができます。これらの法規制を把握することで、安心して無線通信を利用できる環境を維持することができるのです。

まとめ

電波は私たちの生活になくてはならないものですが、その利用には様々な法的規制が存在しています。電波の種類と特性を理解し、適切な周波数帯を選択することは、通信の品質や安全性を確保するために重要です。また、技適マークの取得など、法律に沿った機器の利用も必要不可欠です。電波の基礎知識を身に付け、その適切な活用方法を理解することで、より安心して無線通信を活用していくことができるでしょう。