電波

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電波法において、電波とは300万MHz(3THz)以下の周波数の電磁波と定義されています。電磁波とは、電界と磁界の波を意味しています。

電波の基本的な性質

  • 電波は波であり、空間的に広がって伝わり、だんだんと減衰していく。
  • 電波(電磁波)は、電界と磁界の波である。
  • 電波が真空中に進む速度は、毎秒30万[km]であり、光と同じ速度である。
  • 電波は遮るものがなければ直進するが、様々な条件の下では反射、散乱、屈折、回折、干渉などを起こす。これは電波の周波数や周りの自然環境、人口建造物によっても異なる。

電波の発生と偏波

アンテナに高周波電流を流すと電波が発生します。また、アンテナの特性によって電波の偏りが生じます。これを偏波と呼びます。偏波には直線偏波(水平偏波、垂直偏波)と円偏波(右旋円偏波、左旋円偏波、楕円偏波)があります。

  • 直線偏波:電界の振動方向が常に1つの平面内にある電波
    • 水平偏波:電界の向きが大地と平行になっている電波
    • 垂直偏波:電界の向きが大地と垂直になっている電波
  • 円偏波:電界の向きが回転しながら空間に伝わる電波
    • 右旋円偏波:進行方向に対して右回り
    • 左遷円偏波:進行方向に対して左回り

周波数と波長の関係

電波は、空間を波として伝わっていきます。波の様子を下記に示します。

この波の山と山あるいは谷と谷の間の時間を周期(単位:秒[sec])と言います。また、1秒間の周期の数を周波数といい、単位をヘルツ[Hz]で表現します。

また、波長は電波の速度を周波数で割ることで求められます。

電波の分類

電波は、周波数帯によって用途が異なります。以下に代表的な例を示します。

名称周波数範囲波長主な用途
超長波(VLF)3kHz ~ 30kHz100km ~ 10km
長波(LF)30kHz ~ 300kHz10km ~ 1km標準電波
無線航法
中波(MF)300kHz ~ 3MHz1km ~ 100mAMラジオ放送
船舶通信
無線航法
アマチュア無線
短波(HF)3MHz ~ 30MHz100m ~ 10m船舶通信
航空通信
短波ラジオ放送
アマチュア無線
超短波(VHF)30MHz ~ 300MHz10m ~ 1m陸上移動通信
無線航法
航空通信
船舶通信
FMラジオ放送
アマチュア無線
極超短波(UHF)300MHz ~ 3GHz1m ~ 100mm携帯電話
陸上移動通信
無線航法
航空通信
テレビ放送
無線LAN
電子レンジ
マイクロ波(SHF)3GHz ~ 30GHz100mm ~ 10mm衛星通信
衛星テレビ放送
放送中継
携帯電話
固定通信
無線LAN
レーダー
アマチュア無線
ミリ波(EHF)30GHz ~ 300GHz10mm ~ 1mmレーダー
衛星通信
固定通信
電波天文
サブミリ波(THF)300GHz ~ 3THz1mm ~ 0.1mm電波天文

電磁波の種類

余談ではありますが、電磁波にはさまざまな種類があり、下記のようなものに使用されています。

種類周波数帯域代表例
電波~3THz(300万MHz)上記に記載
赤外線3THz〜384THzリモコン
サーモグラフィ
可視光線384THz〜789THz人の目で見える光
紫外線789THz〜100,000THz日焼け
殺菌灯
X線・γ線それ以上医療用画像診断
放射線治療

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