短波（HF：High Frequency）と電離層を利用すれば外国との交信も可能！

「短波」はラジオだけでなく、アマチュア無線や業務無線（船、飛行機、気象、軍用など）にも使われています。

「短波放送」という言葉を聞いたことがあるかもしれません。これは、3〜30MHzの「短波帯（HF / High Frequency）」と呼ばれる比較的低い周波数を使って送られるラジオ放送のことです。

短波帯の特徴は、空の高いところにある「電離層（でんりそう）」に電波が反射して、遠く離れた場所まで届くこと。特に夜になると電離層の状態が変化し、短波の電波はさらに遠くまで飛びやすくなります。そのため、世界中の放送が日本でも聞こえるようになります。

つまり、短波の伝わり方は、昼と夜、さらに季節によって大きく変わります。そのため短波放送は、時間帯や季節に応じて使う周波数を変えているのが特徴です。

日本国内で有名な短波放送には、経済情報や競馬中継などを放送している「ラジオNIKKEI」があります。また、北朝鮮にいるとされる日本人拉致被害者に向けた情報提供のため、日本政府の関係者が関わっている「しおかぜ」という放送も知られています。

こうした短波放送を家庭用のラジオや専用の受信機で聞く趣味のことを「BCL（Broadcast Listening）」と呼びます。日本では1970年代に大きなブームとなり、多くの中高生や大人たちが世界各国の放送を受信して楽しんでいました。

そして、この「短波」は放送だけでなく、アマチュア無線や業務無線（船、飛行機、気象、軍用など）にも使われています。

ときには国家レベルの情報活動や、表には出ないような通信が行われていることもあります。

短波の世界は奥が深く、電波のふるまいや国際情勢ともつながっていて、知れば知るほど面白くなる分野です。BCLやアマチュア無線の入口として、短波放送に耳を傾けてみるのもおすすめです。

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アマチュア無線のHF帯域

さて、アマチュア無線の中で比較的手軽に運用できるバンドといえば、144MHz帯や430MHz帯（いわゆるVHF/UHF帯）です。これらは「第4級アマチュア無線技士（通称・4アマ）」の資格でも使うことができ、小型のアンテナでも運用できるため初心者にも人気です。ただし、これらの高い周波数は、基本的には電波が直進するため、数百kmが交信の限界です。

まれに「Eスポ」や「ラジオダクト」といった特殊な伝播現象が起きると、VHF帯でも海外局と交信できることがありますが、これらは気まぐれな自然現象で、常に期待できるものではありません。

そこで登場するのがHF運用です。

アマチュア無線の世界では、取得した無線従事者の資格（＝「級」）に応じて、いろいろな周波数の帯域を使うことができます。その中でも特に、3〜30MHzの「短波帯（HF / High Frequency）」を使った無線通信を、アマチュア無線の世界では「HF運用」と呼んでいます。

HF帯は周波数が低いため、電離層で反射されやすく、理論的には数倍から数百倍の距離まで電波が届きます。また、低い周波数にはSSBやCW（モールス信号）といった通信方式（モード）を組み合わせることで、必要最小限のエネルギーで、地球の裏側と交信することも難なく可能です。

HF運用では、AM（振幅変調）のほかに「SSB（Single Side Band）」というモードがよく使われます。SSBはAMの仲間ですが、不要なエネルギーや帯域をカットして、効率よく遠くまで電波を飛ばせるのが特徴です。FMや普通のAMと比べると音質は劣りますが、そのぶん、電波が減衰しにくく、省電力で遠くと交信できるのが強みです。

ただし、SSBの信号は一般的なラジオでは復調できません。たとえばIC-R6のような広帯域受信機ではSSBが聞こえないため、HF帯のSSB放送を聞いてみたい場合は、SSBに対応した短波ラジオが必要になります。

【超人気】XHDATA D-808でHF帯SSBの洋上管制や7MHzアマチュアバンドを受信する方法

最近では、安価な中国製SSBラジオでも高性能なモデルが出ており、IC-R6の約半額ほどでHF受信が楽しめるようになっています。

ちなみに、SSBには「USB（Upper Side Band）」と「LSB（Lower Side Band）」という2種類があります。これは変調の仕方の違いで、アマチュア無線では周波数帯によって使い分けるのがルールです。たとえば、7MHz以下のバンドではLSB、14MHz以上ではUSBを使うのが一般的です。

このUSBモード、実はアマチュア無線だけでなく、航空機と地上局が交信する「洋上管制」などの場面でも使われています。効率がよく、遠くまで届きやすい通信方式として、プロの現場でも活躍しているわけです。

HFの航空無線『洋上管制』の受信方法を解説

このようなHF運用で国外アマチュア局と行う遠距離交信を『DX』と呼び、自宅に大きなタワーアンテナを立てて、7MHzや14MHz帯などの低い周波数と電離層を使って外国局との交信を楽しむベテランハムが多くいます。

中でも40ｍバンドはDXを狙いたいアマチュア局にとっては重要かつ魅力的なバンドと言えるでしょう。

HF運用をしたい場合、アンテナの設備が大掛かりになり、またHF無線機も比較的高価のため、初心者にとってはやや飛び込みづらさもありますが、もちろんビギナーが多い4アマでも、SSBとAMモードにて豊富なHF帯域が許可されており、外国局との交信も夢ではありません。

またHFのモービル運用も可能です。その際は海岸にでも出かければ2メートル程度のHF用アンテナでアメリカとも交信が可能です。

現在、4アマに許可されているHF帯は7MHzのほか、3.5MHz、3.8MHz、21MHz、24MHZ、28MHzの各バンドとなっており、JARLのビギナーズガイド（PDF）を参照してください。

ただ、もっとも電波の飛びの良いモールス（CW）運用は3級からとなっているので注意が必要です。

アマチュア無線の四つの級を解説。級が違うと何が違う？

レビュー総数100件超え！HF用受信アンテナのベストセラー！ApexRadioの長中短波受信用アンテナ『303WA-2』

HF運用ではアンテナがより重要となり、一般的には大きなタワーアンテナがあると、送受信効率も良いもの。

HFアンテナは費用が安く、設置が簡易な自作のワイヤーアンテナ（全長10m程度）とオートチューナー、Ｖ型ダイポール、より大型の八木アンテナまで幅広く、さらに付け加えるならばHF用のアンテナを立てられる自宅環境があれば最適です。

しかし、送信を伴わない受信環境のみであれば、それほど神経質にアンテナを設計、設置する必要も、タワーアンテナのような大型アンテナも不要。

HFであっても屋根やベランダ設置のVHF帯モービルアンテナでも、深夜ともなれば太平洋上を飛行する航空機からの電波を十分に受信してくれます。

でも、快適なHF受信を求めるならば、やはり高性能な受信用アンテナの設置を考えたいところです。

レビュー総数100件超え！アパマン受信家の間で人気が高く、HFバンドの受信用アンテナとしてベストセラーなのがApexRadioが製造販売する長中短波受信用アンテナ『303WA-2』です。

HF受信の定番アンテナとしてロングセラーの303WA-2は、2023年10月現在、総合評価が4.62 (106件)となっています（楽天市場）。約1.8ｍの垂直型で、自宅設置でも省スペースで運用可能。メーカーによれば『30kHz～30MHz を混変調や相互変調の心配なく、低雑音で受信するために開発設計されたコンパクトな受信アンテナ』とのことで、とにかくノイズの少なさが多くのユーザーに支持される所以です。30MHzまでなら大抵のHFで良好な受信環境を構築できるので、ノイズの多い環境の方は一度試してみてはいかがでしょう。

アンテナ取付金具一式、同軸ケーブル（約10m MP-BNCP装着済）が付属し、お買い得です。

HF帯で使われるモールス通信とは？

アマチュア無線のHF帯では、モールス通信（CW：Continuous Wave）と呼ばれる方法が今も現役で使われています。

そもそもモールス通信は、日本では1854年、アメリカから来たペリー提督が持ち込んだ「エンボッシング・モールス電信機」を使って、江戸と横浜の間で初めての電信通信に成功したのが始まりです。つまり、日本の電波の歴史はモールス通信からスタートしているのです。

アマチュア無線の世界では、第3級以上の資格があればモールス通信の運用が認められていて、「パドル」や「縦振れキー」などの電鍵を使って電波に短い信号（トン）と長い信号（ツー）を乗せて通信します。

モールス通信の一番の魅力は、その通信効率と到達距離の高さにあります。普通の音声通信と比べて、モールス信号は約10分の1の電力で通信ができ、さらに弱い電波でも低い周波数であれば世界中に届く可能性があるのです。実際に数ワット程度の出力で地球の裏側とつながったという事例もあります。

【2025年版】災害時に活用される無線周波数の知識──防災・行政・航空救難・アマチュア無線の周波数解説

民間の通信業務では今ではほとんど使われていませんが、自衛隊では現在も運用されており、また日本の法制度上でも、非常通信にはモールス通信が必須とされています。たとえば電波法施行規則では、「非常時の電信通信を行う無線局は、可能であれば4,630kHzの周波数でモールス通信（A1A）を送受信できるように」と定められています。実際、警察や自衛隊などもこの周波数を常にモニターしています。

音声のように話すのではなく、「音で文字を伝える」通信手段。
古くてシンプルだけど、今でも活躍している通信手段、それがモールス通信です。

HF用各種アンテナの種類

HF用アンテナは通常、低い周波数の無線通信（通常は3MHzから30MHzの帯域）に使用されるアンテナです。これらのアンテナは長いワイヤーや導体を使用したり、釣り竿状の形状を持つタイプもあります。VHFやUHF用アンテナに比べると比較的大型になります。になる場合もあります。以下はHFアンテナの一般的な種類です。

1. ダイポールアンテナ：

   ダイポールアンテナ（またはダブレットアンテナ）は、アマチュア無線や一般的な通信用途に広く使われる基本的なアンテナの一つで、2本の導体（一般的に金属製のワイヤーなど）を平行に配置し、その両端を高い場所に取り付ける構成になっています。

   1. シンプルな構造:
      • ダイポールアンテナは、シンプルな構造で作成できます。2本の導体を平行に配置するだけで、比較的簡単に製作できます。
   2. 広い周波数帯域で使用可能:
      • 適切なサイズと配置を選択することで、広い周波数帯域で効果的に動作します。一般的には、短波からVHF帯まで幅広い周波数帯域に使用されます。
   3. 優れた性能:
      • 適切な設計と配置により、ダイポールアンテナは優れた性能を提供します。特に、水平方向に楕円形の放射パターンを持ち、指向性が制御しやすい特性があります。
   4. コンパクトさと取り付けの容易性:
      • ダイポールアンテナは比較的コンパクトであり、設置場所を選ばずに取り付けることができます。屋根や窓枠などに簡単に取り付けられるため、設置が容易です。
   5. 多目的に使用可能:
      • ダイポールアンテナは、様々な通信用途に適しています。アマチュア無線、FMラジオ、テレビ受信など、さまざまな周波数帯域で使用されます。

   ダイポールアンテナは、そのシンプルな構造と高い性能から、アマチュア無線家や一般的な通信愛好者に広く愛用されています。
2. ロングワイヤーアンテナ：  「ロングワイヤーアンテナ」は一般的に、長いワイヤーを水平に張り、その一端を高い場所に取り付けることで構成されます。
   1. 単純な構造:
      • ロングワイヤーアンテナは、単純な構造で作成できます。ただし、適切な長さと配置が重要です。
   2. 多くの周波数帯域で適用可能:
      • 適切な長さと配置を選択することで、多くの周波数帯域で効果的に動作します。一般的には、短波からHFバンドに使用されます。
   3. 長距離通信が可能:
      • ロングワイヤーアンテナは、高い場所に設置されるため、遠距離通信に適しています。長いワイヤーが信号をより遠くまで送信できます。
   4. 指向性が制御しやすい:
      • ロングワイヤーアンテナの指向性は、ワイヤーの方向や高さを調整することで制御できます。これにより、特定の方向に信号を送信または受信することが可能です。
   5. コスト効率が高い:
      • ロングワイヤーアンテナは比較的低コストで製作できます。特に自作する場合、素材費が安価で済む場合が多いです。

これらのHFワイヤーアンテナは、アマチュア無線のみならず、軍用分野などでも使用されています。

電離層の種類

電離層とは大気中の酸素分子が赤外線や波長の短い紫外線により、原子へと分解され、その原子が自由電子とイオンに分解され小さな粒状となって浮遊しており、低いほうからD、E、Fと各層から成り立っています。地上から約50キロから数100キロ上空にある各層に電波が当たると反射現象が起こりますが、それぞれ電子密度によって反射や吸収率が違い、一般的に密度が高くなるのは太陽活動が活発な夏場で、とくに前述した短波帯の電波が影響されます。

D層

地上約50キロから80キロと比較的低い位置に発生する層です。昼がもっとも電子密度が高くなりますが、夜は消えてしまいます。短波は反射しませんが、長波はこの層によって比較的広範囲に伝わります。

E層

地上約100キロ上空に発生する層です。朝から発生し昼の時間帯がもっとも電子密度が高くなります。

F層

F層は約200～400kmの高度に形成される電離層です。外国の短波放送が深夜によく聞こえてくるのはこのF層が理由で、アマチュア無線のHFで主に利用されるのもこの層です。

電離層により引き起こされるさまざまな現象

フェージング

夜間のHFで見られる現象で、受信している電波が強くなったり弱くなったりすることがあります。このような電波のゆがみがフェージング現象です。地表波と電離層波が互いに干渉しあうために起きます。

Eスポ

春から夏にかけて、主に昼間、地上から上空約100km付近に局地的かつ突発的に発生する電離層のこと。これに電波が反射することで普段では届かない地域に電波が届き、通信が可能。つまりこれが発生すると遠距離通信が狙えるのだ。ただし、発生は突発的であり安定しない。

デリンジャー現象

太陽フレアによる一種の短波障害です。電子密度が増大したD層で短波が吸収されることにより短波が遠距離へ到達しなくなります。

磁気あらし

こちらも太陽フレアの発生で起きる現象です。