アマチュア無線周波数の割り当ては、各国の電気通信当局によって行われます。国際電気通信連合(ITU)は、アマチュア無線送信用にどれだけの無線周波数帯域が割り当てられているかを世界的に監督しています。個々のアマチュア無線局は、認可された周波数範囲内であれば、どの周波数でも自由に使用できます。認可された周波数帯域は、局の免許の種類によって異なる場合があります。
アマチュア無線家は、モールス符号、無線テレタイプ、データ、音声など、さまざまな送信モードを使用します。特定の周波数割り当ては、現在の ITU HF アマチュア無線用周波数割り当てで指定されているように、国ごと、ITU 地域ごとに異なります。 [ 1 ]周波数範囲のリストはバンド割り当てと呼ばれ、国際協定や国内規制によって設定される場合があります。各周波数帯域内の割り当てのモードとタイプはバンドプランと呼ばれ、規制によって決定される場合もありますが、最も一般的にはアマチュア無線家間の合意によって設定されます。
各国当局はアマチュア無線帯域の使用を規制しています。一部の帯域は、特定の国や地域では利用できないか、使用に制限がある場合があります。国際協定により、地域ごとに異なるアマチュア無線帯域が割り当てられています。[ 2 ] [ 3 ]
30~300MHzの周波数帯は超短波(VHF)帯、 300MHz~3GHzの周波数帯は極超短波(UHF)帯と呼ばれます。アマチュア無線に割り当てられた周波数帯は数メガヘルツ幅があり、 HF帯のキロヘルツ幅の割り当てでは実現不可能な、高忠実度音声伝送モード(FM)や超高速データ伝送モードが可能です。
見通し線伝搬は距離計算の主要な要素ですが、HF帯より上の周波数帯への関心の多くは、他の伝搬モードの利用に由来しています。携帯無線機からVHF帯で送信された信号は、地形にもよりますが、通常5~10km ( 3~6マイル)程度まで届きます。低出力の家庭用無線局とシンプルなアンテナを使用した場合、距離は約50km(30マイル )になります。
長い八木アンテナのような大型アンテナシステムと高出力(通常100 ワット以上)を使用すれば、モールス符号(CW)やシングルサイドバンド(SSB)モードを用いて約1,000km(600マイル)の交信が一般 的 になります。アマチュア無線家は、これらの強化された伝搬モードの可能性を学び、理解し、実験するために、周波数の通常の特性の限界を利用しようとします。
時折、さまざまな電離層の状態によって、信号が通常の見通し線限界を超えて伝搬することがあります。VHF帯のアマチュア無線家の中には、大気や電離層における自然現象によって無線伝送距離が通常よりもはるかに長くなる「バンドオープン」を利用しようとする人がいます。多くのアマチュア無線家は、こうした時折発生する伝搬距離の延長「オープン」を利用しようと、何時間も受信を続けています。
電離層の状態は、散在性 E波と異常増強波と呼ばれます。あまり頻繁には使用されない異常モードとしては、対流圏散乱とオーロラ(北極光)があります。月面反射と衛星中継も起こり得ます。
一部の開口部は、上層大気の電離が激しい領域、いわゆるE 層電離層によって引き起こされます。これらの電離が激しい領域は「散発性 E層」と呼ばれ、VHF無線周波数帯の「低周波帯」において、不規則ながらも強い伝搬特性をもたらします。
6 メートル帯アマチュア無線バンドは、このカテゴリーに属し、「マジックバンド」と呼ばれることもあり、春から初夏にかけて、ある狭いエリアから1,000 ~1,700km (600~1,000マイル)離れた別の狭いエリアへと通信範囲が「広がる」ことがよくあります。この現象は秋にも発生しますが、春ほど頻繁ではありません。
バンドの開通は、対流圏の「逆転層」と呼ばれる気象現象によって引き起こされることがあります。これは、停滞した高気圧域によって暖かい空気と冷たい空気が交互に層状に形成され、一般的に冷たい空気が下に閉じ込められる現象です。この現象は、スモッグや霧の発生につながるだけでなく、VHFおよびUHF無線信号がこれらの暖かい/冷たい大気層の境界に沿って伝搬(ダクト伝搬)する原因にもなります。このような特殊な気象条件により、無線信号が数百キロメートル、場合によっては数千キロメートルも伝搬することが知られています。
例えば、2 メートル帯で対流圏屈折によって報告された最長距離の通信は、ハワイとメキシコ南部の船舶間の4,754 km ( 2,954 マイル)である。レユニオンから西オーストラリアへの片方向信号の受信が報告されており、その距離は6,000 km ( 4,000 マイル)を超える。[ 4 ]
対流散乱は、水滴や塵粒子がVHFまたはUHF信号を水平線を越えて屈折させることで発生します。比較的高い出力と高利得アンテナを使用することで、この伝搬は数百キロメートル(マイル)までの距離で、水平線を越えたVHFおよびUHF通信をわずかに強化することができます。1970年代には、巨大なパラボラアンテナと高出力を使用する商用「散乱サイト」事業者が、この方式をアラスカ北部の僻地やカナダのコミュニティへの電話通信サービスに成功裏に利用していました。
衛星通信、埋設光ファイバー、地上マイクロ波アクセスといった技術の発展により、対流圏散乱を利用した商用通信は過去のものとなった。高コストと複雑な仕組みのため、この方式は一般のアマチュア無線家には手の届かないものとなっている。
F2帯およびTE帯の開通は、他の電離層反射/屈折モード、あるいはスカイウェーブ伝搬として知られている現象によって、6メートル帯または4メートル帯の低周波数帯VHFで時折発生することがあり、 11年周期の太陽黒点活動の極端なピーク時には、2メートル帯(高周波数帯VHF) でもごくまれに発生することがある。
2メートル帯(146MHz )でこれまで報告された最長の地上通信は、 イタリアの局と南アフリカの局の間で行われたもので、距離は7,784km (4,837 マイル)でした。これは、地磁気赤道上の電離層の赤道横断異常増強(TE)を利用したものです。この増強はTE、または赤道横断伝搬として知られており、(通常)赤道の両側の緯度2,500~3,000km (1,500~1,900マイル)で発生します。 [ 5 ]
オーロラ(北極光)を引き起こす激しい太陽嵐は、HF低周波帯(6メートル帯)の電波伝搬を時折促進する効果ももたらします。オーロラは2 メートル帯の信号にはごくまれにしか影響を与えません。信号はしばしば歪み、低周波帯では、通常伝搬するHF信号に奇妙な「水っぽい音」が加わります。ピーク信号は通常、受信機の東または西にある局から発信されていても、北からやってきます。この効果は、北緯45 度以北で最も顕著です。
アマチュア無線家は、月の表面で信号を反射させることで通信を成功させており、これは地球・月・地球(EME)伝送と呼ばれている。
このモードでは、 70cm帯の信号の場合、往復伝搬損失が270dB程度になるため、 500ワット以上の比較的高い出力 と、かなり大型で高利得のアンテナが必要となります。送信局、月、受信局の相対速度の関係で、受信信号は弱く、歪みが生じます。また、月の表面は非常に岩が多く、起伏が激しいことも問題となります。
月面反射通信では、受信信号が弱く歪んでいるため、デジタル方式が用いられます。例えば、昔ながらのモールス信号や、微弱信号での通信用に設計された最新のJT65などが挙げられます。
衛星中継は厳密には伝搬方式ではなく、むしろ能動的な中継システムである。衛星は、VHF/UHF/SHF帯のユーザーに地平線を超えた「伝搬」を提供する上で、非常に大きな成功を収めてきた。
アマチュア無線家は1970年代以降、数十基の通信衛星の打ち上げを支援してきた。これらの衛星は通常、 OSCAR(Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio:アマチュア無線を搭載した軌道衛星)として知られている。また、国際宇宙ステーション(ISS)にはアマチュア無線中継器と無線位置情報サービスが搭載されている。
アマチュアテレビ(ATV)とは、アマチュア無線を用いて放送規格に準拠した映像と音声を送信する趣味のことです。これには、送信機や受信機の研究・製作、および両者間の電波伝搬も含まれます。
NTSC方式を採用している国では、ATV(自動テレビ放送)の運用には6MHz幅のチャンネルを使用できる機能が必要です 。VHF以下の帯域はすべて6MHz幅未満であるため、ATVの運用はUHF以上の帯域に限定されます。PAL方式およびSECAM方式の放送では、必要な帯域幅はこれとは異なります。
70cm帯でのATV運用は 、ケーブルテレビ対応のテレビであればどれでも信号を受信できるため、特に人気が高い。33cm 帯と23cm 帯での運用は、これらの帯と一致する免許不要周波数帯で動作する様々な種類の民生用ワイヤレスビデオ機器が市販されているため、容易に拡張できる。
中継器ATVの運用には、専用の中継器が必要です。
歴史的に、アマチュア無線局は中波放送帯よりも低い周波数での運用をほとんど許可されてこなかったが、近年、これらの低周波数帯を従来使用していた事業者が周波数帯を明け渡したことで、新たなアマチュア無線局の周波数割り当てや特別な実験運用を可能にするための限られた空間が生まれている。
500 kHz 帯の一部はもはや通常の海上通信には使用されていないため、一部の国ではその帯でのアマチュア無線電信の運用を許可している。しかし、多くの国では、歴史的に海上および航空の遭難信号用に確保されていたこれらの周波数を制限し続けている。[ 6 ]
2200メートル帯は複数の国で使用可能であり、2007年の世界無線通信会議(WRC-07)では、アマチュア無線における世界的な周波数割り当てとして推奨されました。1998年に英国で2200メートル帯が導入される以前は、1996年から2003年まで、さらに低い周波数である73kHz (LF時間信号帯)での運用が許可されていました。
ITU第1地域は、ヨーロッパ、ロシア、アフリカ、中東に相当します。ITU第1地域については、英国無線協会(RSGB )の周波数帯域計画の方がより詳細です(ページ下部のボタンをクリックしてください)。
以下の図は、ITU第 1地域でアマチュア無線家が使用する自主的なバンドプランを示しています。米国とは異なり、様々な送信モードのスロットはアマチュア無線免許によって設定されるわけではありませんが、ほとんどのユーザーはこれらのガイドラインに従っています。
ITU第2地域は、グリーンランドを含む南北アメリカ大陸で構成されています。
ITU第2地域におけるアマチュア無線家への周波数割り当ては以下のとおりです。
60 メートル帯の主要(最優先)利用者は、米国国家電気通信情報局(NTIA)です。 2012年3月5日より、FCCはアマチュア無線家によるこれらの周波数帯でのCW、USB、および特定のデジタルモードの使用を二次的に許可しています。
FCCの報告書および命令では、PSK31や帯域幅が60Hz未満のRTTY信号など、送信指定子「60H0J2B」に準拠するデジタルモードの使用が許可されています。また、FCC規則第97.309条(4 )に基づき、技術的特性が公表されている帯域幅2.8kHz以下のデジタルモードなど、送信指定子「2K80J2D」に準拠するモードの使用も許可されています。このようなモードには、 PACTOR I、II、III、300ボーパケット、MFSK、MT63、Contestia、Olivia、DominoEXなどが含まれます。
60 メートル帯では、アマチュア無線家はチャンネルごとに1つの信号しか送信できず、自動操作は許可されていません。さらに、FCCは引き続き、すべてのデジタル送信がチャンネル中心周波数に合わせることを要求しており、この周波数は、上側波帯(USB)モードで動作するトランシーバーの 抑制搬送波周波数より1.5kHz高い周波数と、報告書および命令で定義されています。アマチュア無線機器は搬送波周波数を表示するため、オペレーターは、チャンネル中心周波数の要件を確実に満たすために、デジタル「サウンドカード」モードの正しい周波数計算方法を理解することが重要です。
ARRLは「詳細なバンドプラン」を持っている。米国のハム無線家向けに、各周波数帯内での割り当て状況を示しています。
RACは「カナダのアマチュア無線家が利用できる周波数を示すチャート」を公開している。(2017年6月21日)。
ITU第3地域は、オーストラリア、インドネシア、日本、ニュージーランド、南太平洋、およびシベリア以南のアジアで構成されています。ITU第3地域のハム無線家に対するIARUの周波数割り当て[ 9 ]は次のとおりです。
1300MHzを超える周波数帯 :各団体は、1300MHzを超える周波数帯におけるローカルバンドプランを決定する前に、提案されている衛星運用周波数についてアマチュア衛星コミュニティと協議すべきである 。
すべての加盟組合がこの計画に従っているわけではありません。例えば、ACMAはオーストラリアのアマチュア無線家が3.700MHz ~3.768MHz および3.800MHz ~3.900MHzを使用することを許可しておらず 、この周波数帯を救急医療および救急外来サービスに割り当てています(割り当て状況はACMA Radcomms登録簿で検索できます)。. )
オーストラリア無線協会は、オーストラリアのアマチュア無線周波数のチャートを提供しています。
ニュージーランド無線送信機協会(NZART)は、ニュージーランドのアマチュア無線周波数のチャートを提供しています。
日本アマチュア無線連盟(JARL)は、日本のアマチュア無線周波数のチャートを持っています[ 10 ]
アマチュア無線家は衛星や宇宙船との通信を行うことがありますが、そのような活動に許可されている周波数は、より一般的なアマチュア無線帯域とは別に割り当てられています。
国際電気通信連合の規則では、アマチュア無線活動は地球表面から50キロメートル(31マイル)以内の範囲でのみ許可されています。そのため、アマチュア無線サービス( ARS)は衛星通信を行うことは認められていません。しかし、アマチュア無線サービスと同様の目的で衛星通信を行うための姉妹サービスであるアマチュア衛星サービス(ASS )が存在します。
ほとんどの国では、アマチュア無線免許は両方のサービスでの運用権限を付与しており、実際には、平均的な免許取得者にとって、2つのサービスの法的区別は明白です。2つのサービスが分離されている主な理由は、衛星運用に使用できる周波数を制限するためです。アマチュア無線の割り当てが国際的に共有されていること、および衛星が世界中を移動する性質のため、ITUはすべてのアマチュア無線帯域が衛星運用に適しているとは考えていません。アマチュア無線サービスとは別であるため、アマチュア衛星サービスは独自の周波数割り当てを受けます。すべての割り当てはアマチュア無線帯域内にあり、1つの例外を除いて、割り当ては3つのITU地域すべてで同じです。
割り当て周波数の一部は、ITUによって送信方向が制限されています(例:「地球から宇宙へ」またはアップリンクのみ)。AO -7を除き、すべてのアマチュア衛星運用は下記の表に示す割り当て周波数内で行われます。AO-7のアップリンク周波数は432.125MHzから 432.175MHzです 。