電波の仕組み

2025/04/17

電波の仕組みについて、気になったので調べてみました。

電波とは

電波とは、電気と磁気のエネルギーが空間を伝わる波のこと。

人間の目には見えないけど、ラジオ、テレビ、携帯電話、Wi-Fi、Bluetooth、全部この電波を使っている。

電波はHz(周波数)で区別される。

音も周波数で表されることもあるが、音は空気や物体の振動、電波は電場と磁場の振動である。

通信方法 電波を使う? 周波数帯(代表例)
ラジオ放送 使う AM: 500kHz前後、FM: 76–95MHz(日本の場合)
テレビ放送 使う 470–710MHz(地上波デジタルの場合)
Bluetooth 使う 2.4GHz帯
Wi-Fi 使う 2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯(Wi-Fi 6Eなど)
4G (LTE) 使う 700MHz帯〜3.5GHz帯(地域による)
5G 使う 3.7GHz帯、4.5GHz帯(Sub6)、28GHz帯(ミリ波)など

ちなみに電子レンジも電波(電磁波)を高出力で使っている。水分子を振動させその摩擦熱で温めている。

周波数は約2.45GHz

電子レンジを使うとBluetoothや Wi-Fiに影響が出るのは周波数が近いからである。

周波数による特徴

周波数が低い(AMラジオみたいな)
→ 障害物に強いけど、情報量は少ない(音声くらい)。

周波数が高い(Wi-Fi、5Gミリ波みたいな)
→ たくさんのデータを高速で送れるけど、障害物(壁とか)に弱くなる。

送信・受信のしくみ

送信側

電気信号(音声やデータ)を電波に乗せる(変調する)

アンテナから電場と磁場を振動させる→電波として放出

受信側

  1. 空間を飛んできた電波が、受信アンテナに当たる
  2. 電波(電場・磁場の振動)が、アンテナに微弱な電流を作る
  3. その微弱な電流を、元の音声やデータに戻す(復調する)