[情報源]

免許不要な微弱無線局の電界強度と距離について



【微弱無線局①(電波法施行規則第6条第1項第1号:以下、第1号)】

 市民ラジオや特定小電力トランシーバー以外にも、免許不要な無線局として、無線設備から3メートルの距離の電界強度が、以下の図(出典:総務省電波利用ホームページ)に示すレベル以下の微弱無線局(以下、微弱電波)が定められており、用途などの制限がない。



 一般的に、無線設備から10メートル以上は大地反射の影響を受け、-12db/octと大きく減衰するらしい。また、E:電界強度(V/m)、Pr:送信電力(W)、d:距離(m)の関係は、以下の式①から概算(ただし、自由空間:-6dB/oct)できる。

 E = 7 * (√Pr * √Gr) / d (V/m) ... 式①

 これらの条件を基に、計算作成した図が、以下のグラフである。ただし、Gr=1(半波長ダイポールアンテナ)、電界強度の単位は、(dBu/m)である。



 現在の規定(500 uV/m @ 3 m)では、旧規定(15 uV/m @ 100 m)と同じ電界強度を得るためには、無線設備から約30メートルの地点であるらしい(グラフを参照)。

 逆に、旧規定で同じ条件(-6dB/oct: < 10m, -12dB/oct: > 10m)の下、3メートルの地点における電界強度を求めたのが、グラフである。
現在の規定(500 uV/m @ 3 m)に比べ、約20dB強く、電力比で約100倍の差があったのであろうか?今となっては、不明である。使用周波数が322 MHz以下で、かつ自由空間内ならば、旧規定、現規定に関わらず、電界強度に差はないと考えてよいかもしれない(グラフを参照)。


【微弱無線局②(電波法施行規則第6条第1項第2号:以下、第2号)】

 総務省令で定められた微弱電波には、さらに別の規定があり、無線設備から500メートルの距離において、電界強度が200uV/m以下で、用途、電波形式、周波数などが定められている。

[定められた用途、電波形式及び周波数]

用途電波形式周波数(MHz)
ラジコン用発振器用及びラジオマイクA1D, A2D, A3E, F1D, F2D, F3D, F3E27.12(1)*
A3E, F3E40.68(2)*
 (注)* その発射の占有する周波数帯幅に含まれるエネルギーが(1)の周波数については(±)162.72KHz、(2)の周波数については(±)20.34KHzの範囲を超えないものに限る。

 ラジオマイク(無線マイク?)とは、いわゆるワイヤレスマイクの事であり、音声の送信(A3E, F3E)が可能である。その他、ラジコン用発振器用(40, 70 MHz帯)に割り当てがあるが、ここでは省略。「第1号」の微弱電波と同様に、距離と電界強度の関係を計算し、グラフ化してみると、以下の図となる。



 グラフは、「第2号」の微弱電波が、自由空間内で減衰(-6dB/oct)したと仮定した場合で、3メートル地点での電界強度は、約90.3dBu/m(約32.7mV/m)である。式①を使って送信電力に換算すると、約0.2mW(約-7dBm:Gr=1)である。グラフは、「第1号」と同様、500メートル地点を起点にして、-12dB/octの減衰が10メートル地点から先、そして、3メートルから10メートル地点まで、-6dB/octの減衰があったと仮定し、逆算した計算結果である。

 興味深いのは、3メートル地点の市民ラジオ(グラフ500mW:Gr=1)の電界強度とほぼ同じとなった。 ただし、この条件の場合は、たとえ500mWのような高出力でも、通信距離10kmを超えるような遠距離交信(放送)は困難である。 おそらく、無線機メーカーのカタログや、取扱説明書に記された交信距離は、この条件に近い見積もりによるものなのかもしれない。

 各グラフが示すように、自由空間内であれば、第2号の微弱電波でも、10km以上の通信距離が狙えるかもしれない。また(注)* にもあるように、27.120 MHz(7ch)を中心に、325.44 KHzにおよぶ広帯域(26957.28~27282.72 KHz)が使用可能であり、市民ラジオの周波数をすべてカバーしているので、非常に魅力的である。そして、40.680 MHzを中心に、40.68 KHz幅(40659.66~40700.34 KHz)が使用可能な伝搬実験も非常に興味深い。


【微弱無線局③(電波法施行規則第6条第1項第3号:以下、第3号)】

 そして最後にもう一つ、「第3号」の微弱電波として、以下のものが規定されている。「標準電界発生器、ヘテロダイン周波数計その他の測定用小型発振器」。これらは、被測定物(受信機やアンテナなど)の特性を測るための測定器で、例えば、プロ向けの1000万円を超える非常に 高価な製品(キーサイト社)から、最近ではアマチュア向けの製品(例えば、SARK-110:秋月電子通商のホームページ)が市販されている。SARK-110の取扱説明書(PDF)によると、アンテナなどに繋いでその特性を測定するため、最大出力レベル約-10dBm(0.1mW)の発振器が内蔵されているらしい。


【免許の要らない無線局、距離とその電界強度】

 以下のグラフは、自由空間内での、各規格の距離と電界強度の関係を概算し(Gr=1)グラフ化したものである。

 市民ラジオ(500mW)で1000kmを超えるようなEs交信できることや、特定小電力トランシーバー(10mW)で100kmを超えるような遠距離交信できるのも、このグラフから読み取れるのではないだろうか?つまり、遠距離交信(放送)のポイントは、送信受信双方が同時に、自由空間(例えば、見通しのよい場所:VantagePoint)へ、いかに近づけるかである。




【参考文献】
微弱無線局の規定(総務省電波利用ホームページ)
電波法施行規則(総務省)