Radio wave

The phenomenon in which the surrounding electric and magnetic fields are affected and change like waves when an electrically charged object is vibrated at high speed. Electromagnetic wave energy is emitted into the surrounding area when a high-frequency current is applied to a coil or antenna made of a conductor. Changes in the electric field and the magnetic field always occur in phase and orthogonal to each other, and although there are no radio waves or magnetic waves that exist only in one direction, they are generally referred to collectively as radio waves.

Radio waves are a name used in applied fields, but in physics they are called electromagnetic waves. Electromagnetic waves include infrared rays, visible light, ultraviolet rays, and even X-rays and gamma rays, so the part of electromagnetic waves that does not include these can also be considered radio waves. The characteristics of radio waves are specified by three elements: speed, frequency, and wavelength. Since the speed of radio waves in a vacuum is constant at 299,792 kilometers per second, the same as the speed of light, radio waves can be specified by either their frequency or wavelength.

The existence of electromagnetic waves was predicted by the Englishman J. C. Maxwell through mathematical analysis in 1864, and was proven by the German H. R. Hertz through spark discharge in 1888. In 1901, the Italian Marconi successfully conducted a transatlantic wireless communication experiment.

Radio waves are used for a variety of purposes, including communication and broadcasting, and are deeply involved in the development of civilization. However, there is only one space around the Earth in which radio waves can propagate. This is why radio waves are called a "finite resource." Because using radio waves means using the only space shared by all humankind, global ethical and technical regulations are necessary, and no one should violate these regulations and interfere with other communications. This is managed internationally by the International Telecommunication Union (ITU), whose headquarters are located in Geneva, Switzerland. Each country is obligated to join the ITU and comply with the ITU Treaty and the ITU Constitution. Japan's Radio Law and related Ministry of Internal Affairs and Communications Ordinances provide guidelines for ensuring the fair and efficient use of radio waves both domestically and internationally as an ITU member state.

The ITU Charter and the Radio Law define radio waves as electromagnetic waves below 3 million megahertz. Higher frequencies approach the far infrared range, making it practically difficult to transmit and receive them as radio waves. The law only regulates frequency bands that can be used as radio waves, and does not regulate waves below a certain level of strength. For example, the strength of the radio waves that is subject to regulation is an electric field strength of 500 microvolts per meter or more (for frequencies below 322 megahertz) when measured 3 meters away from the transmitting equipment. In addition, the propagation of electromagnetic waves through artificial waveguides such as coaxial cables and waveguides is not regulated as radio waves.

When using radio waves, you must apply for a radio station license from the Minister of Internal Affairs and Communications and receive a license for the type of radio station. In order to operate that radio station, you must assign a radio operator or radio engineer who has passed a national examination and is qualified to operate the radio equipment of that radio station according to the operating hours.

There are three types of radio stations that do not require licenses: (1) Radio stations that emit extremely weak radio waves, (2) Citizen radio stations (26.9 to 27.2 MHz, antenna power of 0.5 watts or less, as specified by the Ministry of Internal Affairs and Communications Ordinance), and (3) Radio stations with an antenna power of 1 watt or less, that have the ability to automatically send and receive call signs or names, or other functions as specified by the Ministry of Internal Affairs and Communications Ordinance, and that can be operated without interfering with other radio stations, and that use only radio equipment marked as conforming.

[Iwao Ishijima]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

電荷をもった物体を高速で振動させたとき、周囲の電場や磁場が影響を受けて波のように変化する現象。導体でつくられたコイルやアンテナに高周波電流を加えたとき、周囲に放出される電磁的な波動エネルギー。電場の変化と磁場の変化はつねに同位相に直交して生じ、一方だけの電波や磁波は存在しないが、一般に総合して電波とよぶ。

　電波は応用分野での呼び名で、物理学的には電磁波という。電磁波は赤外線、可視光線、紫外線、さらにX線やγ(ガンマ)線までも含むから、電磁波のうち、それらを含まない部分を電波と考えることもできる。電波の特性は、速度、周波数、波長の3要素によって特定される。真空中の電波の速度は光速と同じ毎秒29万9792キロメートルと一定であることから、電波は周波数または波長の一方によって特定できる。

　電磁波は、1864年にイギリス人J・C・マクスウェルが数学的解析によりその存在を予言し、1888年にドイツ人H・R・ヘルツが火花放電により存在を証明した。1901年にはイタリア人マルコーニが大西洋を横断する無線通信の実験に成功した。

　電波は通信や放送など、あらゆる用途に使用され、文明の発展に深くかかわっている。しかしながら、その電波が伝播(でんぱ)する空間は地球の周囲に一つしか存在しない。このことが電波を「有限な資源」とよぶゆえんである。電波を使用することは、人類共有のたった一つの空間を使用することであるから、グローバルな倫理的・技術的規制が必要で、なんぴとも、この規制に反して他の通信に妨害を与えてはならない。このことを国際的に管理するのが国際電気通信連合（ITU）であり、本部をスイスのジュネーブに置く。各国は、ITUに加盟し、ITU条約、ITU憲章を遵守する義務を負う。日本の電波法および関係する総務省令は、ITU加盟国として、電波の利用の公平かつ能率的な利用を国内的に、また国際的に確保するための指針を示すものである。

　ITU憲章および電波法では、電波を300万メガヘルツ以下の電磁波と定めている。これより高い周波数領域は、遠赤外線の領域に近づき、電波として送受信するのが実質的に困難な領域となる。法が規制するのは、あくまでも電波として使い得る範囲にある周波数帯であり、強度についても規定のレベル以下のものについては、規制の範囲には入らない。規制の対象とされる強度は、たとえば、その電波の強度を、送信設備から3メートル離れた位置で測定したときの電界強度が毎メートル500マイクロボルト以上（322メガヘルツ以下の周波数のとき）となっている。また、人工的な導波路である同軸ケーブルや、導波管の内部を通しての電磁波の伝播を電波として規制はしない。

　電波を使用するときは、総務大臣に対して無線局の免許を申請して、無線局の種別について免許を受けなくてはならない。その無線局を運用するためには、国家試験に合格し、その無線局の無線設備の運用が許される資格をもつ、無線通信士または無線技術士を運用時間に応じて配置しなくてはならない。

　免許を要しない無線局は、以下の三つとなっている。(1)発射する電波が著しく微弱な無線局。(2)市民ラジオの無線局（26.9メガ～27.2メガヘルツ、空中線電力0.5ワット以下で、総務省令に定めるもの）。(3)空中線電力1ワット以下、自動的に呼出し符号または名称を送受する機能その他総務省令で定める機能を有することにより他の無線局に妨害を与えないように運用することができるもので、かつ適合表示無線設備のみを使用するもの。

［石島　巖］

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例