電波の種類を徹底解説！Wi-Fi・Bluetooth・携帯電話の周波数の違いと使い分けのコツ

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2025年12月16日

スマートフォンでインターネットを楽しんだり、ワイヤレスイヤフォンで音楽を聴いたり、テレビやラジオで情報を得たり—私たちの生活は目に見えない「電波」に支えられています。しかし、普段何気なく使っているこれらの技術の背景にある電波について、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。

電波にはさまざまな種類があり、それぞれ異なる特性や用途を持っています。Wi-Fiが家庭で広く使われる理由、Bluetoothが近距離通信に適している理由、携帯電話がどこでも繋がる仕組み—これらすべては電波の周波数と密接に関係しているのです。

このブログでは、電波の基本的な仕組みから、身近な通信技術で使われている電波の種類、そして電波を使うためのルールまで、初心者の方にも分かりやすく解説していきます。電波について理解を深めることで、日々使っている無線技術をより身近に感じられるようになるでしょう。

1. 電波ってそもそも何？周波数と波長の基本を知ろう

電波は、私たちの生活に深く関わる「電磁波」の一種であり、空間を通じて情報を伝達するための手段です。無線通信技術の発展に伴い、電波は音声やデータの送受信に欠かせない存在となっています。ここでは、電波の基本的な概念である「周波数」と「波長」について詳しく説明します。

周波数とは？

周波数は、電波が持つ重要な特性の一つで、単位はヘルツ（Hz）で表されます。具体的には、1秒間に波が何回振動するかを示しており、例えば「3Hz」は1秒間に3回の振動があることを意味します。周波数が高いほど波が速く振動し、逆に周波数が低いほど波は遅く振動します。

高周波：大容量の情報を高速で伝送可能ですが、直進性が強く、障害物に対して弱い特性があります。
低周波：遠くまで届きやすく、障害物に強いですが、情報伝送容量は小さくなります。

波長とは？

波長は、波の形状によって異なる特性を持つもう一つの重要な側面です。波長は、1回の振動が進む距離を示しており、周波数と密接に関連しています。具体的な計算式としては、次のようになります。

[
波長 (m) = \frac{光の速さ (300,000,000 m/s)}{周波数 (Hz)}
]

この計算から、周波数が高いほど波長は短く、周波数が低いほど波長は長くなることがわかります。

電波とその種類

電波にはさまざまな種類があり、それぞれ異なる周波数帯に分類されます。例えば、以下のような周波数帯があります：

VLF（超長波）：3kHz – 30kHz
地上に沿って進みやすく、長距離通信に適しています。
LF（長波）：30kHz – 300kHz
かつての電信用に使用されていましたが、現在はあまり使われていません。
MF（中波）：300kHz – 3MHz
AMラジオ放送に主に利用されています。
HF（短波）：3MHz – 30MHz
船舶通信やアマチュア無線で使われています。
VHF（超短波）：30MHz – 300MHz
FMラジオやテレビ放送に広く使用されています。

このように、周波数と波長は電波の特性を理解するための基本的な要素であり、それぞれの用途に応じて適切な周波数帯を選ぶことが重要です。電波の性質を理解することで、私たちのメディアや通信の仕組みをより深く知ることができるでしょう。

2. 電波の種類は周波数で決まる！低周波と高周波の違いとは

電波はその周波数によって大きく異なる特性を示します。低周波と高周波はそれぞれ異なる用途と機能を持ち、私たちの無線通信の世界で重要な役割を果たしています。ここでは、それぞれの特徴と利用法について詳しく見ていきましょう。

低周波の特徴

低周波の電波は、波長が長く、周波数が低い（一般に3Hzから300kHz程度）タイプの電波です。このような電波には以下のような特性があります。

伝播能力が高い：地面に沿って進みやすく、構造物（高いビル、山など）の影に回り込みやすい性質があります。これにより、遠距離でも信号が届きやすくなります。
受信可能範囲：例えば、AMラジオ（531～1602kHz）で使用される電波は、約100kmの距離まで届くことがあります。このため、低周波は長距離通信に適しています。
アンテナのサイズ：低周波は波長が長いため、送信や受信に使用するアンテナが大きくなります。例えば、AMラジオ放送用のアンテナはしばしば百メートルを超える高さです。

高周波の特徴

一方、高周波の電波は、周波数が高く（300MHzから30GHz程度）、波長が短い電波です。以下の特性があります。

直進性が強い：高周波は、光に近い特性を持ち、直進する性質が強いため、障害物による影響を受けやすいです。このため、信号が遮られることが多くなります。
情報伝送容量が大きい：高周波の電波は、低周波に比べて情報をより多く伝えることが可能です。そのため、データ通信や高速通信に利用されます。
コンパクトなアンテナ：高周波の電波は、波長が短くなるため、使用するアンテナが小型化されます。例えば、スマートフォンに搭載されるアンテナは数センチメートルの大きさです。

低周波と高周波の用途の違い

それぞれの電波が適用される分野も異なります。以下のような用途に使われています。

低周波の用途：
AMラジオ放送
船舶通信
一部の国際電話通信
高周波の用途：
携帯電話通信
Wi-FiやBluetooth
衛星通信

このように、低周波と高周波はそれぞれ異なる特性を持ち、用途に応じて使い分けられています。電波の種類が周波数によって決まることを理解することで、無線通信技術の基本が把握できるでしょう。

3. 身近な電波の種類を徹底解説！Wi-Fi・Bluetooth・携帯電話

私たちの日常生活において、無線通信技術は欠かせない存在です。その中でも特に利用頻度が高いのがWi-Fi、Bluetooth、そして携帯電話通信です。それぞれの電波の周波数帯、特長や用途について詳しく見ていきましょう。

Wi-Fiの周波数帯

Wi-Fi通信は主に2.4GHz帯と5GHz帯の二つに分けられます。

2.4GHz帯
特性: 障害物を回避しつつ広範囲にカバーできるため、屋内外を問わず活用されています。
用途: 家庭やオフィスのインターネット接続のメインとして使用され、相対的に広いエリアをサポートします。
5GHz帯
特性: 高速なデータ転送を実現し、短距離での運用に適していますが、障害物には脆弱です。
用途: 高画質動画のストリーミングやオンラインゲームなど、大量のデータを扱う用途で特にその性能を発揮します。

Bluetoothの周波数帯

Bluetoothは主に2.4GHz帯を利用しており、近距離通信に特化した特性を持っています。

特性: 通常、約10メートルの通信距離で、非常に低い消費電力を誇るため、小型デバイスに適しています。
用途: ワイヤレスイヤフォンやスマートデバイスなど、短距離で通信が求められる機器に幅広く使われ、便利さが求められる状況で利用されています。

携帯電話の通信

携帯電話通信はさまざまな周波数帯を利用しています。代表的な周波数帯域について以下に示します。

800MHz帯
特性: 低周波数のおかげで、都市部や建物内部でも安定した通信が可能です。
用途: 主に屋内での通話やデータ通信に使用され、特に都市地域で高い需要があります。
1.5GHz帯・2GHz帯
特性: 高速通信が可能であり、大量のデータ通信に適しているため、都市環境での重要性が際立っています。
用途: 高速データ通信が必要な局面で使用され、ストリーミングサービスや大きなファイルのダウンロードに非常に有用です。
3.5GHz帯（5G）
特性: 高速かつ大容量の通信を実現できますが、障害物に弱く、多くの基地局が必要です。
用途: 5G通信の普及により、高速インターネット接続やIoTデバイスの利用がますます増えることが期待されています。

これらの無線通信技術は、それぞれ独自の周波数帯の特性を活かしながら、私たちの生活を便利で効率的にしています。それぞれの技術を上手に活用することで、快適なコミュニケーションが実現しています。

4. 用途別に見る電波の使い分け｜ラジオ・テレビ・通信の周波数帯

電波は、その周波数によって異なるサービスや機能に利用されています。近年の無線通信技術の発展に伴い、私たちの日常生活には様々な周波数帯が活用され、各種デバイスが私たちの生活を支えています。このセクションでは、用途別に利用される電波の種類、特に重要な周波数帯域について詳しく解説します。

ラジオ通信

ラジオ放送は、以下の周波数帯に区分されて運用されています。

LF（長波）：30kHz〜300kHz
この周波数帯はAMラジオの一部で使われており、低周波の特性により、山や建物などの障害物の影響を受けにくく、長距離通信が可能です。
MF（中波）：300kHz〜3MHz
多くのAMラジオ局がこの帯域を利用し、特に夜間はより遠くまで電波が届きやすくなっています。
HF（短波）：3MHz〜30MHz
国際的な通信やアマチュア無線に幅広く用いられ、電波が電離層に反射することで長距離の通信が実現します。

テレビ放送

テレビ放送では、以下の周波数帯が主に使用されています。

VHF（超短波）：30MHz〜300MHz
かつてのアナログテレビの主要な帯域であり、現在はデジタル放送への移行が進行中です。この周波数帯は都市部での安定した受信を提供し、障害物の影響を最小限に抑える特性があります。
UHF（極超調波）：300MHz〜3GHz
地上デジタルテレビ放送で広く利用され、コンパクトなアンテナでの受信も可能です。デジタル放送の普及が進む中で、UHF帯の重要性も増しています。

通信

無線通信では、次のような周波数帯が活用されています。

シグナル周波数帯：800MHz、1.5GHz、2GHz、3.5GHz
これらの帯域は、携帯電話通信に使われ、それぞれ異なる特徴があります。特に800MHz帯は「プラチナバンド」と呼ばれ、建物内でも通信が安定し、屋内での電波到達に優れています。
Wi-Fi通信：
Wi-Fiは主に2.4GHzと5GHzの帯域で λειτουργされています。2.4GHzは障害物に対する強さがあり広範囲をカバー可能です。一方、5GHzは高速通信を実現しますが、障害物には弱いため、利用環境に応じた選択が重要です。

まとめ

このように、電波は特定の周波数帯域に応じた用途別に使い分けがされています。各周波数帯の特性を理解することで、ラジオ、テレビ、携帯電話などのさまざまな通信機器をより効果的に選び、運用することができるようになります。日常生活の中で無線通信の利便性を支える基盤には、さまざまな電波の使い分けが存在していることを忘れてはなりません。

5. 電波は誰でも使えるの？法律と免許の仕組みを解説

私たちが日常的に使用している電波は、非常に重要な資源であり、その利用には法律や制度が深く関わっています。日本においては、総務省が電波行政を担当し、「電波法」に基づき厳密な管理が行われています。ここでは、電波がどのように使われ、どのような法律が適用されているのかについて詳しく解説します。

電波の利用と管理の重要性

電波は目に見えない資源でありながら、限られたものです。したがって、複数の利用者が同じ周波数帯域を利用することによって干渉が生じ、通信の質が低下する恐れがあります。これを防ぐためにも、電波の種類や利用方法に関する法律は欠かせません。

無線局免許：業務用の無線通信を行う際、多くの場合「無線局免許」が必要となります。この免許は、事前に必要な届け出を行い、審査を受けた上で取得されます。無線通信を利用する個人や法人は、この制度を遵守する義務があります。
技術基準適合証明：一般向けのWi-Fi機器なども、使用に際して「技術基準適合証明（技適マーク）」の取得が求められます。これにより、基準を満たさない機器は法律上の使用ができません。当局は、社会全体としての通信の安定性と安全性を保つために、これらの制度を設けているのです。

電波法の具体的な内容

電波法には、さまざまな規定が定められていますが、主に以下のような内容が重要です。

周波数の割り当て：国家が電波の周波数を管理し、どの周波数がどの目的に使われるかを明確にします。これにより、混信を避け、必要な通信が確保されます。
免許制度：電波を利用するには免許の取得が必要です。免許には、事業用のものや個人用のものなど、利用目的によって異なる種類があります。
違反に対する罰則：無線通信を法律に反して行った場合、罰則が科されることがあります。これは、社会全体の通信環境を守るために非常に重要な要素です。

注意が必要な事項

電波はその特性上、使用する際には注意が必要です。例えば、高周波の電波は通信速度が速い一方で、距離や障害物に弱いという特性があります。そのため、使用する電波の種類や帯域を正確に理解し、法律に従った通信を行うことが求められます。

また、一般家庭で使用するWi-FiやBluetooth機器でも、指定された周波数帯域内での利用が求められます。これを怠ると、自身の通信品質だけでなく、周囲の通信環境にも影響を与えてしまうことになります。

このように、日本における電波利用は、法律によって厳密に規制されています。各利用者は、これらの制度を理解し遵守することで、より安全な通信環境を築くことができるのです。

まとめ

電波は私たちの生活に欠かせない存在ですが、その利用には法律や制度が深く関係しています。電波の周波数と波長の特性を理解し、用途に応じて適切な電波を選択することが重要です。また、無線通信には免許制度や技術基準が設けられており、これらの規制を遵守する必要があります。電波は限られた資源であり、安全かつ安定した通信環境を維持するためには、電波行政が果たす役割は非常に大きいのです。電波の特性と法制度を理解することで、私たちは快適で便利な生活を送ることができるでしょう。