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電波 の はなし


テレビ、携帯電話、カーナビ　などの電波のはなし

電波の基本

電波法では　「３００万メガヘルツ（３兆ヘルツ）以下の周波数の電磁波」　を電磁波と定義しています。 つまり、電波は電磁波の一種で、光や放射線と同じ仲間なのです。 電磁波 電波 赤外線 可視 光線 紫外線 エックス線 ガンマ線 ３００万ＭＨｚ▲ ＝３テラＨｚ　　 ←低い 周波数 高い→ 電磁波とは？ 電気の力が働く場　（電界）　と磁気の力が働く場　（磁界）　が互いに影響しあって空間を伝わっていく波のことです。 家電製品など電気が流れている物の周辺には必ず発生します。 地球自体が一つの大きな磁石でもあり、　自然界にも存在します。 電磁波の伝わる速さは光速と同じです。　（真空中で秒速約３０万Ｋｍ） 　　 周波数と波長 １秒間に振動する波の回数を周波数、　波の１周期の長さを波長という。 周波数の単位　Ｈｚ（ヘルツ）は１９世紀末に電磁波の存在を証明したドイツ人学者の名前から取られています。 （昔は　ヘルツのことを　サイクル　と呼んでいました） １ｋＨｚ　（キロヘルツ）　＝　１０００Ｈｚ １ＭＨｚ　（メガヘルツ）　＝　１０００ｋＨｚ １ＧＨｚ　（ギガヘルツ）　＝　１０００ＭＨｚ １ＴＨｚ　（テラヘルツ）　＝ 　１０００ＧＨｚ 電波のイメージ 短波放送 波長：６０m 　　　 　波長が長い短波などは地球の表面と電離層のあいだを 　反射しながら地球の裏側まで届くことができる。 　波長が短いテレビ電波などは光の性質が強く出るため、 　直線的に進む性質がある。 テレビ放送 波長：３m 無線ＬＡＮ 波長：６cm 周波数　×　波長　＝　３０万Ｋｍ

無線局と免許

テレビなどの放送局や通信衛星など、電波を発信する設備や事業者、個人のことを総合して　無線局　といいます。 無線局を開局するには国（総務省）に届け出て免許を取得することが必要です。 ここ１０年で無線局の数は１０倍にも膨れ上がりました。 増加分の大半は携帯電話によるものです。 　　 「ケータイは持っているけど、免許なんて取ったかな・・・？」 携帯電話の場合、ＮＴＴドコモなどの事業者がまとめて免許を受けているため、 利用者個人が手続きをする必要はないのです。　この仕組みを　包括免許　といいます。 ちなみに、事業者は１端末当たり５４０円の電波利用料を国に支払っています。　（２００５年現在）

電波の割り当て

まず、世界で決定 さまざまなシステムで同じ周波数を使うと、電波が混信してしまいます。 逆に、同じシステムなのに使用する周波数がバラバラだと、使い勝手が悪くなります。 このため、世界各国は、国連の専門機関である　国際電気通信連合 （ＩＴＵ）　が 数年に１度開く　世界無線通信会議 （ＷＲＣ）　の場で、地域や用途ごとに使える周波数を決めています。 　ＩＴＵは技術やシステムの標準化も進めています。 電気割り当ての流れ 国際電気通信連合（ＩＴＵ） 世界無線通信会議（ＷＲＣ） ↓ 各国 ↓　　↓ オークション 比較審査 免許人を選定 ↓　　↓ 免許・サービス開始 免許人選定は２方式 各国は　オークション　や　比較審査　によって電波を利用する事業者（免許人）を決めています。 英国やドイツが採用してオークションは　「市場にまかせて」電波の価値を決める方法ですが、 第３世代携帯電話の免許では落札価格が数兆円にもなり、実用化が遅れる原因となりました。 一方、日本やフランスが採用する比較審査は、希望する事業者の中から国が免許人を選ぶ方法。 コストは抑えられるますが、選考過程の透明化が課題です。

電波と健康

指針で出力規制 強い電波には、体温を上げる働き（熱作用）があります。 １００ｋＨＺ以下の超低周波ではビリビリと感じることもあります（刺激作用）。 国は、こうした作用を起こさず、安全に電波を使うための指針を定め、低周波やシステムごとに電波の出力を 細かく規制しています。 ガンや脳腫瘍との関係は? 送電線の周りに発生する超低周波や、携帯電話の長時間使用による電波の人体への影響について、 世界保健機関（ＷＨＯ）　と各国の研究機関が協力して研究を進めています。 今のところ、ガンや脳腫瘍を誘発する証拠は見つかっていませんが、 関連を疑わせる疫学調査結果が報告されており、　電波の影響がまったくないと断定できたわけではない。

電波の種類と利用分野

周波数 波長 名称 電波の性質と主な用途 ３００Ｈｚ １０００ｋｍ 極超長波 （ＥＬＦ） 波長が１ｋｍを超える長波帯以下の電波は、 地表に沿って１０００ｋｍ程度も伝わります。 しかし、巨大な設備が必要な割りに 伝えられる情報量が少ないため、 最近は利用が減っています。 東京タワーを 上回る４５５ｍの高さを誇った 長崎県・対馬のオメガ局の電波塔は、 航空機や船舶の無線航行に用いられたが、 ＧＰＳの普及に伴い １９９９年に撤去された。 ３ｋＨｚ １００ｋｍ 超長波 （ＶＬＦ） ３０ｋＨｚ １０ｋｍ 長波 （ＬＦ） ３００ｋＨｚ １ｋｍ 中波 （ＭＦ） 中波帯や短波帯の電波は、 上空１００ｋｍ以上にある電離層に 反射して遠くまで届きます。 特に短波は、電離層と地表の間を繰り返し 反射しながら地球の裏側にも伝わります。 ＡＭラジオ 船舶・航空通信 アマチュア無線 （遠距離通信向けの帯域） ３ＭＨｚ １００ｍ 短波 （ＨＦ） ３０ＭＨｚ １０ｍ 超短波 （ＶＨＦ） ＵＨＦ帯の周辺は １）　電波が安定している ２）　送受信機器が小型で安価 ３）　伝えられる情報量が多い などの点から、今最も使いやすい帯域と いえます。 移動通信分野を中心に今後の利用ニーズも高く、 周波数のひっ迫が問題化している。 警察無線、ＦＭラジオ、 防災行政無線（同報系） ＧＰＳ、携帯電話、ＥＴＣ、 テレビ放送、電子レンジ、無線ＬＡＮ 衛星通信、衛星放送 ３００ＭＨｚ １ｍ 極超短波 （ＵＨＦ） ３ＧＨｚ １０ｃｍ センチ波 （ＳＨＦ） ３０ＧＨｚ １ｃｍ ミリ波 （ＥＨＦ） 周波数の高い電波は直進性が強く、 広い帯域を使って大量の情報を送る ことができます。 しかし、ミリ波以上になると、雨や雲に さえぎられて電波が遠くまで届きません。 利用技術もまだ発展途上です。 気象レーダー観測 電波望遠鏡 ３００ＧＨｚ １ｍｍ サブミリ波 １ＴＨｚ ０．３ｍｍ . テラヘルツ波 光の性質もあわせ持つため 物質の内部を観察することができる。 　（X線で見えないものが見え、　安全である） この分野の研究では米・英・日の三国が 最先端である。 封筒にいれてある覚せい剤などの発見 がん細胞の発見 塗装内部の検査 　　　（塗装がはく離していないかどうか） 宇宙開発用部品の安全性検査 ３ＴＨｚ ０．１ｍｍ

利用広がる三分野

無線ＬＡＮ ２．４ＧＨｚ帯と　５．２ＧＨｚ帯が屋内で使われています。 今後は、電気通信事業者が中継用に使っている　４．９ＧＨｚ　〜　５ＧＨｚ　帯を、 給付金制度を活用して早期に解放し、屋外無線ＬＡＮに配分する計画です。 このほか、　５．３ＧＨｚ帯や　５．７ＧＨｚ帯も　無線アクセス用に割り当てられていますが、 レーダーなどと共用する帯域のため、混信を防ぐ技術基準の検討が進められています。 　携帯電話 高速インターネット接続が可能な第３世代（３Ｇ）端末の普及や、 ３Ｇ後継システムの導入などに伴い、　２０１３年には現在の　４〜５倍の周波数が必要になる見込みです。 総務省は、現在使用している８００ＭＨｚ帯、　１．５ＧＨｚ帯、　２ＧＨｚ帯に加えて １．７ＧＨｚ帯を携帯電話に割り当てるとともに、 細切れになっていて利用効率が悪い８００ＭＨｚ帯の再編を進めています。 　地上デジタルテレビ放送 現在、　ＶＨＦ帯と　ＵＨＦ帯を使っているアナログ方式から、 周波数の利用効率が良く高画質なデジタル方式に切り替えます。 使用周波数はＵＨＦ帯の４７０〜７１０ＭＨｚの範囲で、空いた帯域は移動通信などに充てられる見込みです。 デジタル放送は３大都市圏などですでに始まり、　２００６年末にはすべての都道府県で視聴できるようになります。 アナログ放送は２０１１年７月２４日で打ち切られる予定です。

周波数の再編

利用の拡大が予想されるシステムの開発や普及を促すため、 総務省は、電波が有効に利用されているかどうかを調べ、必要なら　「立ち退き」　を求めてでも 周波数を確保する取り組みを進めています。 １）　給付金 他の周波数や光ファイバーなどで役目を代替できる無線局には給付金を支払い、 なるべく早く帯域を明け渡してもらう ２）　電波利用料の加算 新たに空いた周波数を利用する無線局の免許人は、給付金の半額程度を電波利用料に上乗せして負担する。 ３）　ナロー化 アナログからデジタルへの変更など、　伝送技術を高度化して利用する周波数の幅を減らし、 他に利用できる周波数を増やす。 ４）　廃局 役目を終えた無線局が免許を返上し、　使用していた帯域が空く。

今後の注目技術

ＲＦＩＤ　（電子タグ ・ ＩＣタグ） ＩＣチップにアンテナをつけ、無線で情報を読み書きするシステム。 バーコードに比べると、　離れた場所から複数の情報を読み取ったり、情報を書き加えたりできる利点があり、 物流管理の効率化と高度化が期待できます。 ＪＲ東日本の　「Ｓｕｉｃａ」　も同じ原理を使用。 現在は１３５ｋＨｚ、　１３．５６ＭＨｚ、　２．４５ＧＨｚ　の周波数が使われていますが、 近く　「本命」　とされる　９５０ＭＨｚ　が追加される見込みです。 ＵＷＢ　（超広帯域無線システム） １０ｍ程度の近距離で光ファイバー級の高速・大容量の情報伝送ができる無線システム。 １ＧＨｚ幅程度の広い周波数帯を使用し、電波をごく短時間　（１０億分の１秒）　に区切って 断続的に発射する仕組みで、送信電力を低く抑えられます。 家庭ではＡＶ機器やパソコンをつなぐ配線が不要になるほか、レーダーなどへの利用も有望です。 ＤＳＲＣ　（狭域通信） ５．８ＧＨｚ帯の電波を使用し、道路沿いに設けた路側機と、移動する車の中に取り付けた車載器の間で、 瞬時に大量の情報をやり取りするシステム。 ＥＴＣ　（ノンストップ料金収受システム）　で実用化されており、 今後は、ガソリンスタンドやコンビニエンスストアでの自動料金決済、 インターネット接続による情報配信サービスなどが計画されています。 テラヘルツ波　（通信より検査用として） X線では通過してしまい見えないものが、　テラヘルツ波では内部がよく見える。 　　この技術を利用して製品の全数検査が可能となる。

　　

参考文献：　中日新聞　サンデー版　「電波新時代」

（制作：2006/01/07/無断転載禁）

　　　　　　　　　　　　　　　

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