【完全解説】電波の種類と周波数帯による違い｜Wi-Fi・携帯電話・ラジオの仕組みがわかる

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2026年1月4日

スマートフォンでの通話、Wi-Fiでのインターネット接続、ラジオやテレビの視聴—これらすべてに共通するのは「電波」の存在です。私たちの生活を支える電波は、実は周波数によって異なる種類に分類され、それぞれが独自の特性と用途を持っています。しかし、目に見えない電波の違いや仕組みについて、詳しく理解している人は意外に少ないのではないでしょうか。

このブログでは、電波の基礎知識から周波数帯による分類、身近な電子機器での活用方法まで、電波に関するあらゆる疑問を解消します。さらに、電波の伝わり方の違いや、電波を使用する際に知っておくべき法律・ルールについても分かりやすく解説。電波の世界を体系的に学ぶことで、私たちの身の回りにある無線技術への理解が深まることでしょう。

1. 電波の種類を知る前に押さえたい基礎知識

電波とは、私たちの生活に欠かせない無線通信の中心的な要素です。具体的には、電磁波の一種であり、周波数が3Hzから300GHzの範囲の波を指します。この範囲に含まれる多様な電波は、それぞれ特有の特性や用途を持っています。

電波の基本特性

電波の主な特性は以下の通りです。

周波数（Frequency）: 電波が1秒間に何回振動するかを表し、単位はヘルツ（Hz）で示されます。周波数が異なると、電波の伝わり方や持つ情報量も変わります。
波長（Wavelength）: 周波数に逆比例の関係にあり、波が1回振動する間に進む距離です。波長が長い電波は、遠くまで届く特性があります。
伝播特性（Propagation Characteristics）: 電波が伝わる際の特性。障害物をどれだけ回避できるかや、どれくらいの距離を飛ぶかに影響します。

電波の分類と用途

電波は大きく分けていくつかの周波数帯に分類され、各帯域にはそれぞれの用途があります。以下に代表的な周波数帯を示します。

VLF（超長波）: 3kHz〜30kHz
– 長距離通信に優れ、障害物を回り込みやすい。
– 航海用途や一部の気象情報に利用されます。
MF（中波）: 300kHz〜3MHz
– AMラジオ放送などに使用され、一定の距離を越えて伝播。
– 特に敵国との情報共有やニュース配信に強い。
HF（短波）: 3MHz〜30MHz
– 船舶通信やアマチュア無線の用途で広く利用。
– 高度な伝播特性を持ち、昼夜の運用が可能です。
VHF（超短波）: 30MHz〜300MHz
– FMラジオや地上デジタルテレビに使われ、直接波での伝送が行われます。
– 山や建物の影響を受けにくい性質があります。
UHF（極超調波）: 300MHz〜3GHz
– 携帯電話やWi-Fiで使われており、短い波長を持つため、通信機器が小型化されます。
SHF（マイクロ波）: 3GHz〜30GHz
– 衛星通信や無線LANに用いられ、高速データ通信が可能です。
– 雨による減衰が大きいとされます。

電波の法律・制度

電波は国かる厳密に管理されています。日本では総務省が管轄しており、「電波法」に基づいて周波数の割り当てや免許の付与が行われます。この法律により、無線通信機器を安全に運用できるよう、正しい知識が必要です。特に業務用通信の場合には、適切な免許を取得することが求められます。

このように、電波の基礎知識を理解することは、無線通信を利用する上で重要です。周波数や波長の特性、そしてそれに関連する法律を意識することで、私たちの生活や仕事に役立てることができるのです。

2. 周波数帯で分類される電波の種類と特徴

電波は周波数によって異なるバンドに分類され、それぞれの帯域には特有の性質や利用方法があります。このセクションでは、重要な周波数帯について、その特徴と実際の利用例を詳しく解説します。

低周波帯（LF、MF）

LF（Low Frequency）
周波数範囲: 30kHz – 300kHz
波長: 約10km
特徴: このLFバンドは長波として知られており、地面に沿って広がる性質を持ち、山や建物の影響を受けにくいです。そのため、長距離通信において非常に適しています。航空ナビゲーションやAMラジオは、主な用途として挙げられますが、最近では利用頻度が減少傾向にあります。
MF（Medium Frequency）
周波数範囲: 300kHz – 3MHz
波長: 約1km
特徴: 中波とも呼ばれるMFは、信号が非常に安定しているため、主にAMラジオ放送で活躍しています。この周波数帯はスポラディックE層による信号の反射を利用して、約100kmの範囲で通信を行うことが可能です。

高周波帯（HF、VHF、UHF）

HF（High Frequency）
周波数範囲: 3MHz – 30MHz
波長: 約100m
特徴: 短波として知られ、主に船舶通信やアマチュア無線で使用されています。HF帯は電離層による反射を利用して、地球の反対側にまで電波を届かせることが可能な点が特徴です。
VHF（Very High Frequency）
周波数範囲: 30MHz – 300MHz
波長: 約10m
特徴: FMラジオ、業務用移動通信、テレビ放送など広範な用途にわたって利用されています。山や建物に対する回り込みの性質があり、通常は直接波での通信が行われます。
UHF（Ultra High Frequency）
周波数範囲: 300MHz – 3GHz
波長: 約1m
特徴: 小型のアンテナで通信を行うことができ、携帯電話や地上デジタルテレビ放送などで広く活用されています。UHF帯は通信距離とデータ容量が良好にバランスが取れており、都市部においても優れた性能を発揮します。

超高周波帯（SHF、EHF）

SHF（Super High Frequency）
周波数範囲: 3GHz – 30GHz
波長: 約10cm
特徴: サテライト通信、無線LAN、気象レーダーなど多様な分野で利用されるSHF帯は、直進性の強い電波を特徴とし、高速且つ大容量の通信に最適です。しかし、雨などの天候条件によって減衰が大きくなる可能性があります。
EHF（Extremely High Frequency）
周波数範囲: 30GHz – 300GHz
波長: 約1cm
特徴: ミリ波とも呼ばれ、短距離の無線通信に使用されることが多いですが、雨の影響を受けやすく、信号の減衰が顕著です。そのため、通信には特別な技術が求められます。

電波の周波数帯は用途に応じて適切に選択され、その選定によって通信の特性が大きく左右されます。物理的な特性を理解することで、無線通信が私たちの日常生活にどのように利用されているかがより明確になるでしょう。

3. 身近な電波の種類とその用途を徹底解説

私たちの日常生活には、様々な種類の電波が利用されており、それぞれが特定の目的に応じた機能を果たしています。異なる周波数の電波は、コミュニケーションや情報伝達において不可欠な役割を担っており、ここでは「電波の種類」とその具体的な利用方法について詳述します。

Wi-Fi（無線LAN）

Wi-Fiは、家庭やオフィスの無線通信の中心的な技術です。特に2.4GHz帯と5GHz帯の周波数が広く利用されています。

2.4GHz帯: この周波数は、物体を通過しやすいため、広範囲に電波が届くのが特長です。家庭や小規模な店舗での利用に最適ですが、Bluetoothや電子機器からの干渉を受けるため、通信速度が影響を受けることがあります。
5GHz帯: こちらは高いデータ通信速度を実現しており、特に動画のストリーミングやオンラインゲームに適しています。ただし、障害物に弱く、直線的な通信が必要とされる傾向があります。

Bluetooth

Bluetoothは短距離でのワイヤレス通信を実現するための技術であり、主に2.4GHz帯を使用しています。以下はその代表的な活用例です。

ワイヤレスイヤフォン: 音楽や通話を快適に楽しむために広く使われています。
ウェアラブルデバイス: 健康状態のモニタリングやフィットネストラッキングを行うデバイスとの連携が容易で、データのやり取りが簡潔にできます。

Bluetoothは、非常に低い電力消費で運用されるため、バッテリーの持続時間が長くなるのも大きな利点です。

携帯電話の通信

携帯電話通信にはさまざまな周波数帯が使用されています。主な周波数は以下の通りです。

800MHz帯: 建物の内部でも安定した通信が可能で、特に長距離での通信に適しています。都市や郊外での使用に効果的です。
1.5GHz帯、2GHz帯: これらの帯域は、高速データ通信ができ、都市部における高容量通信に優れた特性を持っています。
3.5GHz帯やミリ波（28GHz帯）: 次世代通信である5Gで使用されるこれらの周波数帯は、高速かつ大容量のデータ通信を実現しますが、障害物に対して敏感なため、基地局の配置が重要です。

地上デジタル放送

地上デジタル放送においても、電波は重要な役割を持っています。主にVHF（Very High Frequency）とUHF（Ultra High Frequency）帯がテレビ放送に用いられています。それぞれの特性について以下に示します。

VHF帯: 広範囲にわたって電波を届けることができるため、山間部や郊外でも受信が可能です。
UHF帯: 波長が短く、高画質な映像を提供することができますが、建物の遮蔽の影響を受けやすいという特性があります。

このように、私たちの周囲にはさまざまな電波が存在し、それぞれ特定の利用シーンに応じて最適化されています。これにより、コミュニケーション環境の向上や多様なサービスの提供が実現されているのです。

4. 電波の種類によって変わる伝わり方の違い

電波の特性は、その周波数によって大きく変わります。これにより、各種電波は異なる条件下での伝わり方や利用の仕方が変わってきます。ここでは、電波の種類によってどのように伝播特性が異なるのかを見ていきましょう。

低周波数帯の電波

低周波数帯に属する電波（例えば、VLFやLF）は、その波長が非常に長いため、地表面に沿って進む特性があります。この特性により、障害物を回り込むことができ、山やビルの陰でも比較的届きやすくなります。具体的な特徴として以下が挙げられます：

波長が長いため、遠くまで届きやすい
直進性が弱いため、障害物を回避する能力が高い
しかし、情報伝送の能力が限られるため、大容量のデータ通信には向かない

例として、AMラジオ放送がこの低周波数帯を利用しており、高さ数十メートルのアンテナを使用していることが挙げられます。

高周波数帯の電波

対照的に、高周波数帯に分類される電波（例えば、VHFやUHF）は、波長が短いため、直進性が強く、障害物に弱いという特徴があります。各特性は以下のようになります：

高い情報伝送能力があり、多くのデータを同時に送信可能
短距離伝播が中心になりがちで、障害物による影響が大きい
アンテナがコンパクトで設計可能なため、スマートフォンやWi-Fiルーターなどに使用される

例えば、私たちが使うスマートフォンの通信やWi-Fiは、この高周波数帯の電波を利用しており、数センチのアンテナで高速なデータ通信を実現しています。

電波の特性の影響

電波の種類により、情報の到達距離や伝わりやすさが変わるだけでなく、通信の品質にも影響を及ぼします。以下のような要因によって、電波の特性は実際の利用条件でさまざまな結果をもたらします：

環境条件：都市部の高層ビルや山岳地帯では高周波数帯の電波が遮られやすく、通信が困難になる場合があります。
利用目的：例えば、月の裏側と通信する必要がある場合は、低周波数帯の電波が適しています。
規制と利用制限：電波の利用には法律や規則が設定されているため、周波数帯によっては特定の機器でしか利用できないことがあります。

このように、電波の種類によって伝わり方が異なり、それぞれの特性に応じた用途が存在します。適切な周波数帯の選定が、通信の効率や品質を左右するため、意識的に選択することが重要です。

5. 電波を使うために知っておきたい法律とルール

電波は貴重な資源であるため、その利用には法律や規制が厳然と存在します。日本においては、電波に関する法律は主に「電波法」によって定められており、この法律は電波の利用を管理し、秩序を保つための重要な基盤となっています。この節では、電波の利用に関連する法律およびルールについて詳しく掘り下げていきます。

無線局免許の必要性

無線通信を行うためには、「無線局免許」を取得することが求められます。この免許は、特定の周波数帯を利用するために必要なものです。無線局免許を申請する際には、以下の要点を理解しておくことが重要です：

申請手続き: 免許は総務省に申し込む必要があり、申請プロセスには審査が含まれます。
周波数の選定: 利用する周波数は、他の利用者との干渉を避けるため、正確に計画する必要があります。
運用ルール: 免許取得後も、無線局の運用に関しては様々な規制が適用され、これに違反すると罰則が科されることがあります。

技術基準適合証明（技適マーク）

一般家庭向けの無線機器、たとえばWi-FiルーターやBluetoothデバイスなどは、「技術基準適合証明」を取得することが義務付けられています。技適マークを取得することで、以下の利点があります：

安全性の確認: 電波が法律で定められた基準に適合していることを証明します。
利用の合法性: この証明があることで、ユーザーは安心して無線機器を使用することができます。
国際基準への適合: 日本国内だけでなく、国際的な基準にも適合していることが求められる場合があります。

電波利用のルールとマナー

電波の利用者としては、法律や規制を遵守するだけでなく、基本的なマナーを守ることも不可欠です。主なポイントは以下の通りです：

他の利用者への配慮: 同じ周波数帯を使用する他の無線局に対して干渉を引き起こさないよう注意することが重要です。
チャネルの変更: 通信が不安定な場合は、異なるチャネルへの変更を検討することで、混雑を回避できます。
通信内容の適切な管理: プライバシー保護の観点から、無線通信の内容に注意を払い、個人情報を適切に取り扱うことも重要です。

適切な法律とルールを理解し遵守することで、電波利用におけるトラブルを回避し、快適な通信環境を実現することが可能です。私たち一人ひとりがこの知識を持ち、責任を持って電波を利用することが、より良い無線通信社会を築くための第一歩となります。

まとめ

電波は私たちの生活に欠かせない重要な要素です。周波数帯によって電波の特性が大きく異なり、それぞれに最適な用途があります。無線通信を利用する上で、電波の基礎知識、関連法規、利用マナーを理解することが不可欠です。電波の種類を意識しながら、適切な周波数帯を選択し、法律やルールを遵守することで、より快適な通信環境を実現できるでしょう。私たち一人ひとりが電波の正しい利用方法を理解し、協力していくことが重要です。

よくある質問

電波の種類と用途はどのように分類されているのでしょうか?

電波は、周波数帯によってVLF、MF、HF、VHF、UHF、SHF、EHFといった多様な分類があり、それぞれ特有の特徴と用途を持っています。例えば、VHF帯はFMラジオや地上デジタルテレビに、UHF帯は携帯電話やWi-Fiに使われるなど、通信の目的に応じて適切な周波数帯が選択されています。

電波の伝播特性はどのように異なるのでしょうか?

電波の周波数によって、その伝播特性は大きく変わります。低周波数帯の電波は長距離通信に適しており、障害物を回り込む能力が高い一方で、情報容量が限られます。一方、高周波数帯の電波は直進性が強く、大容量の情報を送れますが、障害物の影響を受けやすいという特徴があります。これらの違いは、電波の利用用途を決める上で重要な要因となっています。