電波とは?


そもそも電波とは何でしょうか? 電波の性質を知ることがラジオの受信には重要です.


電波とは何か

電波は,電磁波の中で無線通信に使われている部分のことをいう事が多いです. 電磁波という名前の通り電界(電場)磁界(磁場)の2つの成分からなる波です. 一般に,波とは振動が伝わっていく現象をいいます. 電磁波の場合は,電場と磁場が交互に振動しながら波として空間を伝わります. 放射源から十分遠方では,電磁波の進行方向に対して垂直な面内に電場と磁場が振動しており,電場と磁場の振動方向は垂直になっています.

電磁波の伝わり方の図

電磁波は19世紀にマクスウェルによって予言され,ヘルツによってその存在が確かめられました. マクスウェルが作った方程式によると電磁波が真空中を伝わる速さはおよそ秒速30万kmです. これは光の速さと同じなので,光は電磁波の一種であるとマクスウェルは考えました.

電磁波はその周波数によって分類されています. 周波数とは1秒間に波がどれだけ振動するかを表しており,Hz(ヘルツ)という単位を用います. 周波数の低い方から電波,赤外線,可視光線,紫外線,X線,γ線と呼ばれています. このうち電波と呼ばれている部分をまとめると以下のようになります.

TABLEに対応していないソフトウェアを使っている方は,TEXT版の電磁波の呼称と周波数及び波長の関係を見て下さい.

電磁波の呼称と周波数及び波長の関係
呼称 周波数 波長 使用目的
超長波(VLF) 〜30kHz 10km〜 オメガ局
長波(LF) 30kHz〜300kHz 1km〜10km 潜水艦通信,方向探知,一部の放送
中波(MF) 300kHz〜3MHz 100m〜1km 国内向けAM放送
短波(HF) 3MHz〜30MHz 10m〜100m 海外向け放送
超短波(VHF) 30MHz〜300MHz 1m〜10m テレビ放送,FM放送
極超短波(UHF) 300MHz〜3GHz 10cm〜1m テレビ放送,レーダー
マイクロ波(SHF) 3GHz〜 〜10cm 衛星放送,レーダー

k(キロ)は103倍,M(メガ)は106倍,G(ギガ)は109倍を表す.


電波の反射

電磁波は導体表面で反射するという性質を持っています. これは電磁波が導体の内部に侵入できないことを意味しています. 導体のこのような性質を静電遮蔽といいます.

これから鉄筋コンクリートで作られた建物の内部ではAMラジオが聞きにくい理由が分かると思います. 電磁波を侵入させたくないときはこの性質を利用すればよいわけです.

電磁波の反射を考えると後述する電離層の存在による影響がわかります.


電磁波の偏波

電磁波とは電場と磁場が振動している波であるといいました. この電場の振動している方向を地面を基準にして垂直偏波,水平偏波,円偏波などと分類しています. 垂直偏波とは電場の振動方向が地面に対して垂直ということです. このような偏波の方向によってアンテナの指向性を考えることが必要になります. 中波の放送は送信アンテナの性質から垂直偏波です.


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