RFバンドは無線周波数の範囲を整理する呼称です。HF、VHF、UHF、SHFはプロトコルや通信速度の名前ではありません。レーダーや衛星で使うL、S、C、X、Kuなどは別の区分です。機器選定では数値の下限と上限も指定します。
主なRF周波数帯の表
ITU-R V.431は周波数と波長の呼称を定めています。下表は通信でよく扱う範囲の抜粋で、すべての電波をこの行だけに限定する定義ではありません。
| 帯域 | 周波数 | 自由空間波長の目安 |
|---|---|---|
| VLF | 3～30 kHz | 100～10 km。 |
| LF | 30～300 kHz | 10～1 km。 |
| MF | 300 kHz～3 MHz | 1 km～100 m。 |
| HF | 3～30 MHz | 100～10 m。 |
| VHF | 30～300 MHz | 10～1 m。 |
| UHF | 300 MHz～3 GHz | 1 m～10 cm。 |
| SHF | 3～30 GHz | 10～1 cm。 |
| EHF | 30～300 GHz | 10～1 mm。 |
λ = c/fで波長を求められます。境界値の扱いは参照規約に従い、製品ではどの周波数まで性能を保証するかを明記します。
L・S・C・X・Kuとの違い
一般的な文字区分ではLが1～2 GHz、Sが2～4 GHz、Cが4～8 GHz、Xが8～12 GHz、Kuが12～18 GHzです。Sは3 GHzのUHF/SHF境界をまたぐため、両区分を同じ表の単純な置換として扱えません。
衛星サービスの呼称と一般的な文字区分が一致しない場合もあります。上り・下り、実際の割当てと端末の対応帯域を確認します。
周波数と伝搬
HFでは電離層を介した遠距離通信が可能な条件がありますが、時刻、季節と太陽活動に依存します。他のリンクでも障害物、反射、開口と地形を考慮します。帯域名だけで距離は固定されません。
両端の利得を一定にすると、自由空間損失は周波数と距離に伴って増加します。一方、同じ物理開口なら高周波で利得が増える場合があります。比較条件をそろえてください。
気体と降水は別の追加損失です。20 dB/kmという一定値がすべてのミリ波や5Gに当てはまるわけではありません。
搬送波・帯域幅・データ速度
2.4 GHzはスペクトル上の位置、20 MHzはチャネルの幅、Mbit/sはビット速度です。容量には変調、符号化、SNRと資源共有が関係します。
2.4 GHz Wi-FiとBluetoothは重なる周波数を使います。常に分離した隣接帯域だから干渉しないという説明は誤りです。GPS L1の周波数だけでも測位精度5 mは保証できず、受信機、衛星配置と周辺環境が影響します。
部品の仕様へ落とし込む
- サービスと使用周波数を確認する。
- 信号幅、電力、偏波と必要方向を定める。
- アンテナ、線路、フィルターと端子を全帯域で確認する。
- 変換器と接合を損失予算へ含める。
- 記録した条件で完成系を測る。
例えばWR-90の一般的な使用帯域は8.2～12.4 GHzです。単にX帯と呼ぶより具体的な部品の範囲が役立ちます。保証値を任意の周波数へ外挿しないでください。
参考はITU-R V.431とESAの帯域説明です。Dolph Microwave導波管部品も明確な周波数と接続条件で比較します。
