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用語集 › 無線工学 › 空中線・伝搬

地表波・直接波・大地反射波（電波の通り道） ちひょうは

4アマ 3アマ 三陸特 二陸特

送信アンテナから受信点までの電波の通り道による呼び名。大地の表面に沿って進むのが地表波、空間をまっすぐ進むのが直接波、地面で反射して届くのが大地反射波、電離層で反射して戻るのが電離層反射波。

試験ではここ

VHF 帯の図で「送受信アンテナ間を直進する通路 A」は直接波、地面で反射する B は大地反射波（地表波・電離層反射波は誤り）。地表波は周波数が高いほど減衰が大きく、中波・長波で使われる。「VHF でアンテナを高くすると到達距離が延びる」のは見通し距離が延びるから（地表波の減衰が少なくなるから、は誤り）。

電波の道は大きく分けて、地面に沿って這うように進む道、空間をまっすぐ進む道、上空の電離層で折り返す道の 3 つです。どの道が主役になるかは周波数で決まります。

電波の通り道

  1. 地表波 大地の表面に沿って進む。周波数が低いほど遠くまで届く。中波 AM ラジオの昼間の主役
  2. 直接波 送信アンテナから受信アンテナへ空間を直進する。VHF 以上の主役で、見通し距離内
  3. 大地反射波 地面や海面で 1 回反射して届く。直接波と干渉して強め合ったり弱め合ったりする
  4. 電離層反射波 電離層で反射して戻る。短波（HF）の遠距離通信の主役
送受信アンテナの間の 4 つの電波の通り道の断面図
地表波・直接波・大地反射波・電離層反射波

地表波・直接波・大地反射波をまとめて「地上波」、直接波と大地反射波をまとめて「空間波」と呼ぶ本もあります。試験では個々の名前で出ます。

典型問題の解き方（VHF の電波通路）

4アマ CBT例題 No.1 問22。「VHF 帯における電波通路 A（空間を直進）、B（地面で反射）のうち、A の伝わり方」

  1. 図を読む A は送受信アンテナを直線で結ぶ。B は地面で 1 回反射
  2. 名前を当てる A＝直接波、B＝大地反射波
  3. 肢を消す 地表波は地面に沿う波、電離層反射波は上空で折り返す波。どちらも VHF の主役ではない
  4. 答え 直接波
見通し距離（参考）
d \approx 4.12\left(\sqrt{h_1} + \sqrt{h_2}\right)

d は距離〔km〕、h1・h2 は送受信アンテナの高さ〔m〕。アンテナを高くすると直接波の届く距離が延びる

数値例です。送受信アンテナがどちらも 16〔m〕なら、d≒4.12×(4＋4)≒33〔km〕です。

地球の丸みと送受信アンテナの高さ h1・h2、見通し距離 d≈4.12(√h1＋√h2) の図
アンテナを高くすると見通し距離が延びる
ひっかけ

地表波は周波数が高くなるほど大地での損失が増え、すぐ弱まります。VHF やマイクロ波の問題で「地表波の減衰が少ない」「地表波が遠距離まで減衰しない」とあれば誤りです。VHF の到達距離を延ばすのは、アンテナを高くして見通し距離を延ばすことです。

先生の挿絵。144 MHz が地表波で遠くまで届くと思う受験生
VHF は直接波。地表波は遠くへ届かない

この用語を押さえる問題

4アマ ・ 日本無線協会 CBT例題 無線工学 No.1 問22

図に示す、超短波(VHF)帯における電波通路 A、B のうち、A の伝わり方をするのは、次のうちどれか。

正答: 直接波

送信アンテナから受信アンテナへ空間を直進して届く電波を直接波という。VHF 帯の通信は主にこの直接波と大地反射波によって行われ、図の A が直接波、B が大地反射波である。

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三陸特 ・ 日本無線協会 令和3年10月期 無線工学 問16

超短波(VHF)帯では、一般にアンテナの高さを高くした方が電波の到達距離が延びるのはなぜか。

正答: 見通し距離が延びるから。

VHF 帯の電波は電離層で反射されず、主に直接波で伝わるため、到達距離は送受信アンテナ間の見通し距離でほぼ決まる。アンテナを高くすると地球の丸みによる見通し距離（約 4.12(√h₁+√h₂) km）が延びるので、この肢が正しい。

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二陸特 ・ 日本無線協会 CBT例題 無線工学 No.1 問16

マイクロ波(SHF)帯の電波の伝わり方として、正しいのはどれか。次のうちから選べ。

正答: 電波の直進性が強い。

マイクロ波（3〜30 GHz）は波長が短く光に近い性質をもつため直進性が強く、見通し内通信に使われます。地表波はすぐ減衰し、電離層は突き抜け、雨や霧による減衰も受けます。

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問われた問題 11

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