電波伝播のソースを表示

'''電波伝播'''（でんぱでんぱ、[[:en:Radio propagation|Radio propagation]]）とは[[電波]]が空中を伝わり、離れた所に到達することである。[[無線通信]]は基本的に電波伝播を利用して行われる。

電波伝播の安定度・強度は自然現象に影響され[[周波数]]、時間、位置関係によって大きく左右される。<!--ため[[無線通信]]を行う上でその性質を理解することは重要である。-->自然現象が原因で通常とは異なる電波伝播が発生することを'''異常伝播'''という。

なお、日本の電波工学の分野で多くで用いられる'''電波伝搬'''（でんぱでんぱん）という用語用字は、電波法では[[:en:propagation|propagation]]に対応する語として'''伝播'''ではなく'''伝搬'''<ref>「伝搬」はほぼ英語の''to carry''に近い意味を持つ（例：「[[ループ伝搬]]」）。「伝播」はほぼ''to propagate''の意味を持つ。「伝達」はほぼ''to transfer, to pass''の意味を持つ。</ref>という表記が用いられていることに起因する表現であり、電波工学の分野においては優勢である。

== 周波数による分類 ==
電波伝播の分類を'''伝播モード'''あるいは単に'''モード'''と呼ぶ。自由空間、および[[導波管]]の内部における電波伝播に用いられる用語である。周波数による伝播モードの分類を示す。
{| class="wikitable"
|+'''電波の主な伝播モード'''
!colspan="2" style="background:#f0f0f0"|周波数帯!!style="background:#f0f0f0"|周波数!!style="background:#f0f0f0"|伝播経路
|-
|VLF||[[超長波]]||3 - 30[[キロヘルツ|kHz]]||[[地球]]と[[電離層]]の間に沿って伝播
|-
|LF||[[長波]]||30 - 300kHz||地球と電離層の間に沿って伝播<br />地表波
|-
|MF||[[中波]]||300 - 3000kHz||昼間は地表波<br />夜間は電離層（E層）反射
|-
|HF||[[短波]]||3 - 30[[メガヘルツ|MHz]]||電離層（E層）反射<br />電離層（F層）反射
|-
|VHF||[[超短波]]||30 - 300MHz||見通し距離の直接波<br />電離層（[[スポラディックE層|Es層]]）反射
|-
|UHF||[[極超短波]]||300 - 3000MHz||見通し距離の直接波
|}

== 経路による分類 ==
=== 地上波 ===
電波が地球上の地面に沿って伝播する場合には2点間を直線で結んだ経路上を伝播する'''直接波'''、および電波が地面に反射して伝播する'''大地反射波'''がある。地上と[[人工衛星]]間の通信を直接波に含む場合がある。特に[[マイクロ波]]は[[光]]と類似した性質を持つため、基本的にこの経路で見通し範囲内に伝播する。

[[超短波]]、[[極超短波]]においては地表面や[[山岳]]、[[建築物]]などで電波が[[回折]]することにより見通し距離よりも遠くに伝播する場合がある。これを'''回折波'''という。電界強度はごく短い距離を除く見通し距離では距離の2乗に反比例、直接波が到達せず地表面に沿って回折する距離では距離の4乗に反比例する。

近距離においては直接波と大地反射波が[[干渉 (物理学)|干渉]]するため、電波の放射点からある距離において急激に[[電界]]強度が減少することがある。

[[中波]]以下においては回折の作用が強く、地表面に沿って電波が伝播する性質が強い。これを'''地表波'''と呼ぶ。

=== 上空波（電離層反射波） ===
地表面から上空50 - 500km付近には、電子密度が高い[[電離層]]と呼ばれる層が存在する。主に[[短波]]帯の電波が電離層によって反射し、見通し距離よりも遠方に伝播する。また電子密度が非常に高い[[スポラディックE層]]と呼ばれる電離層が発生すると、短波および超短波の電波も影響を受けることがある。この伝播を[[アマチュア無線]]では「Eスポ」（イースポ）と略して言うことがある。

=== 対流圏波 ===
地球の[[大気]]は上層ほど希薄なため、地表面から水平に放射された電波は大気中でわずかに下方に屈折して伝播する性質がある。また、[[気温]]や[[湿度]]の影響により大気中に[[屈折率]]の不連続面ができると、電波が不連続面で[[屈折]]・[[反射]]しながら伝播することがあり、異常伝播の原因となる（生じた伝播路を'''ラジオダクト'''と呼ぶ）。ラジオダクトの発生によって極超短波が見通し距離をはるかに超えて異常伝播することがある。

=== 間接波 ===
直接波以外の大地反射波・回折波・地表波・上空波・対流圏波を総称して'''間接波'''と呼ぶ。

== 異常伝播 ==
異常伝播の原因（伝播を妨害する現象も含む）と、異常伝播によることが顕著な現象を挙げる。
=== 原因 ===
* [[スポラディックE層]]
* [[デリンジャー現象]]
* [[磁気嵐]]
* [[流星バースト通信|流星散乱]]
その他、異常伝播現象を起こす散乱を総称して「スキャッター」と言い、特に赤道上空で発生して、日本-南半球間の通信が開けるそれを指すこともある。

=== 現象 ===
; ロングパス（long path）
: 電離層の影響により、[[大圏コース|地球上の最短経路]]以外の経路による伝播が強くなる場合。
; エコー（echo）
: 電波が地球を1周するには約1/15秒を要するためロングパス、あるいは地球を1周、2周した電波がともに到達すると[[残響|エコー]]として聞こえることがある。
; 赤道横断伝播（Trans Equatorial Propagation：TEP）
: [[春分]]、[[秋分]]の頃、超短波において[[日本]]と[[オーストラリア]]など[[赤道]]を挟んだ遠距離に対して異常伝播が発生することがある。スポラディックE層とは異なる現象である。
; [[対蹠地#対蹠点効果|対蹠点効果]]（antipodal operator、antipodal effect）
: 地球上の全く反対の点（対蹠点）には無数の伝播経路が存在するため、電波伝播が起こりやすくなる現象。条件によってはほぼ1日中、無線通信が可能。日本の対蹠点は[[アルゼンチン]]および[[ウルグアイ]]付近。

=== 宏観異常現象 ===
* [[宏観異常現象#電磁的現象|電磁的現象]] - [[地震]]の前後の異常な電磁的現象の報告があるが、因果関係ないし相関関係はあるのか、またその機序はといった点は（岩石の破壊により何らかの電磁波が発生する、のようなぼんやりと関連がある現象以外）今のところ不明であり、異常伝播なのかという点まで含めて、他の宏観異常現象と同様の域を出ない。

== 脚注 ==
<references/>

== 関連項目 ==
* [[電離層]]
* [[無線工学]]
* [[通信工学]]

== 外部リンク ==
* [http://www.ne.jp/asahi/yokohama/cwl/dempa.html 電波伝搬] - 電波伝播の諸現象を解説したページ

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[[Category:無線工学]]
[[Category:電波]]
[[Category:大気電気学]]
[[Category:大気電磁現象]]