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Amateur radio, also known as Ham radio, is the use of specific bands and frequencies within the radio spectrum for non-commercial communication, technical experimentation, self-training, recreation, radiosport, contesting, and emergency communications.[1] A surge of popular interest in radio experimentation in the early 20th century necessitated that parts of the radio spectrum be allocated to non-professionals. In 1927 a radio amateur was defined as "a duly authorized person interested in radioelectric practice with a purely personal aim and without pecuniary interest", meaning without monetary or similar reward. The definition distinguished amateur activity from commercial broadcasting, public safety services, and professional two-way radio uses such as maritime, aviation, and taxi communication.[2]
The amateur radio service (amateur service and amateur-satellite service) is established by the International Telecommunication Union (ITU) through its Radio Regulations. National governments set technical and operational rules for transmissions and issue individual station licences with unique call signs. Call signs must be used in transmissions, at least every ten minutes and at the end of the conversation. Amateur radio operators must hold an amateur radio licence, granted after an examination that tests knowledge of radio theory, electronics, and national regulations.
Operators are authorised to transmit on frequency ranges allocated internationally as the amateur radio bands. Within these bands they may use any frequency, though some are restricted to particular modes of voice, text, image, or data communications. This allows communication locally, nationally, worldwide, and even with stations in space. In many countries, operators may also exchange radio communications between computers or transceivers connected through virtual private networks on the Internet.
アマチュア無線は、国際アマチュア無線連合(IARU)によって代表されており、IARU は 3 つの地域に分かれており、ほとんどの国に国内アマチュア無線協会があります。2011 年に、米国無線中継連盟(米国の全国協会) は、 世界中で約 200 万人がアマチュア無線に携わっていると推定しました。[ 3 ]約 83 万のアマチュア無線局が第2地域 (南北アメリカ)にあり、約 75 万が第3地域 (南アジア、東アジア、太平洋) にあり、約 40 万が第1地域 (ヨーロッパ、中東、CIS 、アフリカ) にあります。アマチュア無線家は、特に電離層伝搬の発見など、多くの進歩に貢献したとされています。
アマチュア無線の起源は19世紀後半に遡りますが、今日行われているアマチュア無線は20世紀初頭に始まりました。 1909年に発行された米国無線協会の第1回公式無線ブルーブックには、アマチュア無線局のリストが含まれています。[ 4 ]この無線コールブックには、89のアマチュア無線局を含む、カナダと米国の無線電信局が記載されています。一般的な無線と同様に、アマチュア無線はさまざまなアマチュア実験家や愛好家と関連付けられてきました。アマチュア無線愛好家は、科学、工学、産業、社会サービスに大きく貢献してきました。アマチュアオペレーターによる研究は、1924年から1934年頃までの水晶圧電共振器の実験のような新しい産業を生み出し、 [ 5 ]経済を構築し、[ 6 ]国家を強化し、[ 7 ]緊急時に人命を救いました。[ 8 ] [ 9 ]ハム無線は、教室で英語、地図スキル、地理、数学、科学、コンピュータスキルを教えるためにも使用できます。[ 10 ]
「ハム」という用語は元々は蔑称で、19 世紀のプロの有線電信でモールス信号の 送信スキルが低いオペレーターを嘲笑するために使用されていました(「不器用な」)。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]この用語は、ラジオの発明とそれに続くアマチュア無線電信の実験の普及後も使用され続けました。陸上と海上のプロの無線電信技師の間では、アマチュアは迷惑な存在と見なされていました。アマチュア的または未熟という意味での「ハム」の使用は、今日でも別の分野、つまりハム俳優で残っています。
その後、アマチュア無線コミュニティはこの言葉を誇りの証として再利用し、[ 15 ] 20世紀半ばまでには 軽蔑的な意味合いを失っていた。頭字語や略語ではないが、時折「HAM」と大文字で表記される。
アマチュア無線は、通信、技術実験、そしてレクリエーションを組み合わせたものです。オペレーターはコンテストに参加したり、緊急サービスを提供したり、機器を製作・改造したり、伝統的なモールス信号から最新のデジタルプロトコルまで、さまざまな送信方式を使用したりします。
オペレーターは会話グループに参加したり、ネットコントロール局が調整するネットと呼ばれる定期的なオンエアミーティングに参加したりすることが多い。 [ 16 ]ネットは緊急事態の訓練を提供したり、非公式な議論として機能したり、専門的なトピックに焦点を当てたりすることがある。[ 17 ]
バッテリーまたは発電機で駆動する機器を使用することで、オペレーターは商用サービスが利用できない自然災害時に通信を提供することがよくあります。[ 18 ]
競争的な活動には、一定期間内にできるだけ多くの局と交信するコンテストや、サミット・オン・ジ・エア、ワークド・オール・ステイツ、ジャンボリー・オン・ジ・エアなどの運用賞が含まれます。また、オペレーターは伝搬データを収集したり、大気科学研究を支援したりすることで、市民科学にも貢献しています。[ 19 ]
主な音声モードは、周波数変調（FM）、単側波帯（SSB）、振幅変調（AM）です。FMは高音質を提供し、SSBは長距離通信に適しており、[ 20 ] AMは古いアマチュア無線機器のユーザーの間で今も使われています。
国際モールス符号、または連続波（CW）を用いた無線電信は、アマチュア無線における最も古い方式の一つです。業務用の無線サービスでは大部分が置き換えられましたが、微弱信号でも機能し、Qコードなどの国際的に通用する符号を使用するため、短波帯では依然として使用されています。CWは、自作機器（自作）を使用する愛好家や、低出力運用を行うオペレーターにも利用されています。これは、CW送信機は簡単に構築でき、微弱信号でも耳で受信できることが多いためです。
2003年までは、30MHz以下の周波数にアクセスするには、国際規制でモールス符号の習熟が求められていました 。[ 21 ]この要件は2007年に米国で撤廃されました。[ 22 ] [ 23 ] [ A ]
パーソナルコンピュータによって、新しいデジタル伝送モードが可能になった。かつて機械装置で操作されていた無線テレタイプ（RTTY） [ 24 ]は、現在ではソフトウェアで処理されている。1970年代に開発されたパケット無線は、 AX.25やTCP/IPなどのプロトコルを使用している。PSK31やFT8などの後期のモードでは、短波帯で効率的な低信号通信が可能になる。
Radio over IP (RoIP) は、インターネットベースの電話技術を無線に適用したものです。EchoLinkとInternet Radio Linking Project は、世界中の中継器とオペレーターをリンクしています。[ 25 ]
その他の特殊モードは微弱信号通信をサポートする。自動リンク確立（ALE）は高周波帯域でネットワークを維持し、WSJTスイートは流星散乱と月面反射をサポートする。[ 26 ]
高速スキャンアマチュアテレビ（ATV）は、民生用ビデオ機器を改造して画像を送信します。通常は70cm 帯（420～ 450MHz）で動作しますが、33cm帯やそれ以上の周波数を使用することもあります。 広い帯域幅が必要なため、ATVは通常30～100km （20～60 マイル）の範囲をカバーします。リンクされたリピーターシステムにより、この範囲は数百キロメートルにまで拡張されます。[ 27 ]リピーターは多くの場合、高台やタワーに設置され、他のアマチュアバンド、固定電話回線、またはインターネットでリンクされることがあります。
アマチュア無線家は、時には携帯型トランシーバーのみでアマチュア無線衛星を使用することができます。[ 28 ]月、オーロラ、流星の軌跡などの自然の反射体も使用されます。[ 29 ]免許を持つ宇宙飛行士も、 ARISSプログラムを通じて国際宇宙ステーションから交信を行っています。[ 30 ] [ 31 ]
無線信号は国境を越えて伝搬できるため、アマチュア無線は国際的な枠組みの下で政府によって規制されています。[ 32 ]各国の要件は一般的に国際電気通信連合（ITU）[ 33 ]および世界無線通信会議によって設定された基準に従います。
ほとんどの国では、電子工学、電波伝搬、運用方法、規制に関する試験に合格することが求められています。[ 34 ]免許を取得すると、 CB、FRS、PMR446などの免許不要の個人無線サービスよりも広いスペクトル、追加の通信モード、およびより高い送信出力にアクセスできるようになります。[ 35 ]
試験制度には複数のレベルが含まれることが多く、各レベルでより広い周波数アクセスとより高い出力制限が認められます。[ 36 ] [ 37 ]英国とオーストラリアでは、入門レベルの受験者は、3段階の免許取得段階のうち最初の段階である基礎免許を取得するために、実技試験も完了する必要があります。[ 38 ]
各免許取得者には通常、固有のコールサインが割り当てられます。[ 39 ]一部の国では追加の局免許を発行したり、クラブや組織の免許を認めたりしています。[ 40 ]
免許証は一般的に、発行国または相互協定を結んでいる国でのみ有効です。[ 41 ] [ 42 ]一部の管轄区域では、アマチュア無線機器を購入または所有するためにも免許証が必要です。[ 43 ]
米国では、連邦通信委員会（FCC）がテクニシャン、ジェネラル、アマチュアエクストラの3つの免許クラスを発行しています。[ 44 ]試験は、FCCのボランティア試験官コーディネーターシステムを通じて認定されたボランティア試験官によって実施されます。上位の免許クラスでは、より多くの周波数帯域とより高い送信出力にアクセスできます。試験では、規制、運用方法、電子理論、機器設計、および安全性が対象となります。モールス信号はもはや試験の対象ではありません。免許は10年間有効で、全国的な問題プールは事前に公開され、4年ごとに更新されます。[ 44 ]
アマチュア無線免許取得希望者は、電子工学、無線機器、アンテナ、電波伝搬、RF安全、および免許を付与する政府の無線規制に関する主要概念の理解度について試験を受けます。[ 1 ]これらの試験は、通常、短答式または多肢選択式の形式で出題される一連の質問です。試験は、官僚、無給の認定試験官、または以前に免許を取得したアマチュア無線家によって実施される場合があります。[ 1 ]
アマチュア無線免許の取得の容易さは国によって異なります。一部の国では、試験は首都で年に 1 回または 2 回しか実施されず、非常に官僚的であったり (インドなど)、一部のアマチュア無線家が厳しいセキュリティ承認を受けなければならないため困難であったりします (イランなど)。現在、イエメンと北朝鮮だけが国民にアマチュア無線免許を発行していません。[ 45 ] [ 46 ]一部の発展途上国、特にアフリカ、アジア、ラテンアメリカの国では、年間免許料の支払いが必要であり、ほとんどの国民にとって法外な金額になる可能性があります。少数の小国では、国の免許制度がなく、代わりにアマチュア無線家志望者に外国の免許試験を受けることを要求する場合があります。日本、米国、タイ、カナダ、ヨーロッパのほとんどの国など、アマチュア無線免許取得者数が最も多い国では、主要都市で頻繁に免許試験の機会があります。
クラブや団体に個別の免許を付与する場合、一般的には、通信当局に良好な状態で登録されている有効なアマチュア無線免許を持つ個人が、クラブの免許またはクラブのコールサインの下で行われるすべての運用について責任を負う必要があります。[ 47 ]一部の国では、初心者や初級者に特別な免許を発行することがありますが、これは個人にコールサインを割り当てず、代わりに、より上位の免許を取得する前に、新しく免許を取得した個人が一定期間、クラブや団体に免許された局から運用することを要求するものです。[ 1 ]
二国間の相互免許協定により、一方の国の免許を持つアマチュア無線家は、新たな免許を取得することなく、他方の国で無線局を運用することができます。場合によっては、訪問する運用者には一時的な現地免許とコールサインが発行されることもあります。
要件は管轄区域によって異なります。条件を調和させる二国間または多国間協定を結んでいる国もあれば、相互協定のない国もあります。米州機構などの地域組織は、米州アマチュア無線業務条約などの条約を通じて相互主義を促進しています。[ 48 ]
多くの人がソーシャルメディアや地元のクラブを見つけることからアマチュア無線への関わりを始めます。クラブはライセンス、地域の運用方法、技術的なアドバイスに関する情報を提供することがよくあります。初心者は、メンター、教師、または友人の助けを借りて、本やその他の資料を購入して独学することもよくあります。北米では、初心者を支援するベテランのアマチュアは、ハムコミュニティ内でロドニー・ニューカーク ( W9BRD ) [ 49 ]が作った造語「エルマー」と呼ばれることがよくあります。 [ 50 ] [ 51 ]さらに、多くの国には、初心者を奨励し、すべてのアマチュア無線家の利益のために政府の通信規制当局と協力する全国アマチュア無線協会があります。これらの協会の中で最も古いのは、1910 年に設立されたオーストラリア無線協会です。その他の注目すべき協会には、英国無線協会、アメリカ無線中継連盟、カナダアマチュア無線協会、バングラデシュ NGO 無線通信ネットワーク、ニュージーランド無線送信機協会、南アフリカ無線連盟などがあります。 （カテゴリ：アマチュア無線団体を参照）
アマチュア無線家は、無線でコールサインを使用して、無線家または局を合法的に識別します。 [ 52 ]一部の国では、局に割り当てられたコールサインを常に使用する必要がありますが、他の国では、無線家または局のコールサインのどちらかを使用できます。[ 53 ]特定の管轄区域では、無線家は「バニティ」コールサインを選択することもできますが、これらもアマチュア無線コールサインに使用される発行政府の割り当てと構造に準拠する必要があります。[ 54 ]一部の管轄区域では、バニティコールサインを取得するために料金が必要ですが、英国などの他の管轄区域では料金は不要で、免許申請時にバニティコールサインを選択できます。米国のFCCは、 2015年9月にバニティコールサインの申請料金を廃止しましたが、2022年に35ドルで復活させました。[ 55 ]
ITUが規定するコールサインの構造は、コールサインZS1NATを例にとると、以下の3つの部分から構成されます。
これら3つの要素の組み合わせによって特定の送信局が識別され、局の識別番号（コールサイン）は、運用者が保有する免許によって決定されます。商業局およびアマチュア無線クラブ局の場合、運用者は法人です。アマチュア無線家の場合、免許保有者はコールサインの最初の部分で識別される国の居住者です。
多くの国では、2 桁目の数字に関する ITU の慣例に従っていません。英国では、元のコールサインG0 xxx、G2 xxx、G3 xxx、G4 xxxは、2003 年 12 月にCity & Guilds試験機関によって発行された最後のM0 xxxフル コールサインとともに、フル (A) ライセンス保持者でした。追加のフル ライセンスは、当初、G1 xxx、G6 xxx、G7 xxx、G8 xxxの (B) ライセンスと、 1991 年以降はM1 xxxのコールサインを持つライセンス保持者に付与されました。新しい 3 レベルの中級ライセンス保持者には2E0 xxxと2E1 xxxが割り当てられ、基本的な基礎ライセンス保持者にはM3 xxx、M6 xxxまたはM7 xxxのコールサインが付与されます。[ 56 ]
英国では、番号の代わりに、最初の「G」または「M」の後の2番目の文字で局の場所を識別します。たとえば、免許保持者がスコットランドで局を運用している場合、コールサインG7OOEはGM7OOEになり、M0RDMはMM0RDMになります。プレフィックスGMとMMはスコットランド、GWとMWはウェールズ、GIとMIは北アイルランド、GDとMDはマン島、GJとMJはジャージー、GUとMUはガーンジーです。中間免許のコールサインは少し異なります。これらは2 z 0と2 z 1で始まり、zは上記のように国文字のいずれかに置き換えられます。たとえば、2M0と2M1はスコットランド、2W0と2W1はウェールズなどです。ただし、例外はイングランドで、文字は「E」になります。しかし、文字「E」は中間レベルのコールサインでのみ使用され、不可解なことに上級免許では決して使用されません。例えば、2E0と2E1は使用されるが、基礎ライセンスと完全ライセンスの「G」または「M」で始まるコールサインには「E」は使用されない。[ 57 ]
米国では、無個性免許の場合、その番号は免許が最初に発行された時点で免許保持者が居住していた地理的区域を示します。1978年以前は、米国のハム無線家は居住区域外に転居した場合、新しいコールサインを取得する必要がありました。
カナダでは、コールサインはVA、VE、VY、VO、CYで始まります。「V」で始まるコールサインは、政治地域を示すために後に数字が付きます。一方、接頭辞CY は地理的な島を示します。ノバスコシア州にはVA1とVE1、ケベック州にはVA2とVE2 、オンタリオ州にはVA3とVE3、マニトバ州にはVA4とVE4、サスカチュワン州にはVA5とVE5、アルバータ州には VA6 と VE6、ブリティッシュコロンビア州にはVA7とVE7 、ノースウェスト準州にはVE8 、ニューブランズウィック州にはVE9 、ヌナブト準州にはVY0、ユーコン準州にはVY1、プリンスエドワードアイランド州にはVY2、ニューファンドランドにはVO1、ラブラドールにはVO2 が使用されます。CYは、セーブル島( CY0 ) またはセントポール島( CY9 )から運用するアマチュア無線家向けです。これらの島を訪れるには特別な許可が必要です。セーブル島の場合はカナダ国立公園局、セントポール島の場合は沿岸警備隊の許可が必要です。コールサインの最後の 2 文字または 3 文字は通常、運用者が選択します (免許試験に合格すると、アマチュア無線家は最も希望する 3 つのオプションを記入します)。2 文字のコールサインの接尾辞を使用するには、アマチュア無線家がすでに 5年間免許を取得している必要があります。カナダのコールサインは、手数料を支払って申請できます。
また、より小規模な地政学的実体の場合、2 番目または 3 番目の文字の数字が国識別の一部となる場合があります。たとえば、VP2 xxxはイギリス領西インド諸島にあり、これはVP2E xxアンギラ、VP2M xxモントセラト、VP2V xxイギリス領ヴァージン諸島に細分化されています。VP5 xxxはタークス・カイコス諸島、VP6 xxxはピトケアン島、VP8 xxxはフォークランド諸島、VP9 xxxはバミューダ諸島にあります。
オンラインのコールブックやコールサインデータベースを閲覧したり検索したりすることで、特定のコールサインを誰が持っているかを知ることができます。[ 58 ]オンラインのコールブックの例としては、QRZ.comがあります。アマチュア無線のコールサインを現在または過去に持っていた有名人のさまざまな部分的なリストが編集され、公開されています。[ 59 ]
多くの管轄区域（ただし、英国やヨーロッパを除く）では、免許を持つアマチュア無線家に特別な車両登録プレートを発行することがあります。 [ 60 ] [ 61 ]申請料と更新料は通常、特別なプレートの標準料金よりも低くなっています。[ 60 ] [ 62 ]
ほとんどの行政機関では、他の無線周波数スペクトル使用者とは異なり、アマチュア無線家は、機器の政府認証を取得する必要なく、アマチュア無線スペクトル内で自分の使用のために送信機器を構築または変更することができます。[ 63 ] [ a ] [ 64 ] [ b ]免許を持つアマチュア無線家は、バンド内の任意の周波数を使用することもできます（固定周波数やチャネルが割り当てられるのではなく）、占有帯域幅、電力、スプリアス放射の防止などの特定の技術的パラメータを満たしている限り、中出力から高出力の機器を広範囲の周波数で運用することができます[ 65 ]。
アマチュア無線家は、無線周波数スペクトル全体にわたる周波数割り当てを利用でき、通常は地域、地方、または世界規模の通信に適した周波数を選択できます。短波帯（HF帯）は世界規模の通信に適しており、VHF帯とUHF帯は通常、地域または地方の通信に使用されます。一方、マイクロ波帯は、アマチュアテレビ放送や高速コンピュータネットワークに十分な帯域幅を備えています。
ほとんどの国では、アマチュア無線免許を取得すると、免許保持者は政府の規制機関によって認証されていない機器を所有、改造、操作することが許可されます。これにより、アマチュア無線家は自作または改造した機器で実験を行うことができます。ただし、そのような機器の使用は、不要電波に関する国内および国際基準を満たす必要があります。
アマチュア無線家は、規制とスペクトルの尊重的な使用という伝統の両方から、通信を行うためにできるだけ少ない電力を使用することが推奨されています。[ 66 ]これは、他の機器への干渉や電磁両立性（EMC）を最小限に抑えるためです。許容される電力レベルは商用基準からすると控えめですが、グローバルな通信を可能にするには十分です。低いライセンスクラスは通常、より低い電力制限があり、たとえば、英国の最も低いライセンスクラス（ファウンデーションライセンス）の制限は25Wです 。[ 67 ]
電力制限は国によって、また国内のライセンスクラスによっても異なります。たとえば、いくつかの国で利用可能な最高ライセンスクラスのピークエンベロープ電力制限は次のとおりです。カナダでは 2.25 kW、[ 68 ]米国では1.5 kW 、ベルギー、ルクセンブルク、スイス、南アフリカ、英国、ニュージーランドでは 1.0 kW、ドイツでは 750 W、イタリアでは 500 W、オーストラリアとインドでは 400 W、オマーンでは 150 Wです。
出力電力の制限は、送信方式によっても異なる場合があります。例えば、オーストラリアでは、SSB 送信では400Wまで使用できますが、FMなどの他の方式では120Wに制限されています。
出力測定ポイントも送信に影響を与える可能性がある。英国ではアンテナが信号給電ケーブルに接続されているポイントで測定するため、無線システムは ケーブルでの信号損失を克服するために400W以上を送信する可能性がある。一方、米国とドイツでは最終増幅段の出力で電力を測定するため、ケーブル給電が長くなると放射電力が失われる。[ 69 ]
一部の国では、アマチュア無線免許保持者が、特定の目的のために通常許可されているよりも高い出力を使用することを許可する変更通知書を所持することを許可しています。たとえば、英国では、一部のアマチュア無線免許保持者は、月を受動的な無線反射体として使用する実験（地球-月-地球通信 として知られる）（EME）のために、（33 dBw）2.0 kWを使用して送信することが許可されています。
国際電気通信連合（ITU）は、各国の通信規制当局の参加を得て、世界中の通信周波数の割り当てを管理しています。各国の通信規制当局は、他国の無線サービスに干渉が生じない限り、これらの周波数帯域へのアクセスを制限したり、追加の割り当てを行ったりする一定の裁量権を有しています。一部の国では、特定の種類の電波が無線スペクトルの特定の部分に限定されており、その他のほとんどの国では、国際アマチュア無線連合（IARU）加盟団体が、スペクトルの最も効果的な利用を確保するための自主的な計画を採用しています。
場合によっては、国の電気通信機関が、国際的に割り当てられたアマチュア無線帯域以外の周波数をアマチュア無線家が使用することを許可することもあります。トリニダード・トバゴでは、アマチュア無線家は 148.800 MHz にあるリピーターを使用することが許可されています 。このリピーターは、国家緊急事態管理局(NEMA) によって使用および維持されていますが、緊急時または通常時にアマチュア無線家が能力をテストしたり、緊急訓練を実施したりするために使用できます。このリピーターは、アマチュア無線家以外の NEMA 職員やREACTメンバーも使用できます。オーストラリアとニュージーランドでは、アマチュア無線家は UHF TV チャンネルの 1 つを使用することが許可されています。米国では、通常の通信システムが利用できない場合に、人命の安全と財産の即時保護に関連して不可欠な通信ニーズを提供するアマチュア無線家は、警察や消防などの他の無線サービスの周波数を含む任意の周波数を使用できます。また、アラスカ州で災害が発生した場合は、州全体の緊急周波数 5.1675 MHz を放出制限付きで使用できます。[ 70 ]
同様に、米国のアマチュア無線家は、軍事補助無線システム（MARS）への登録を申請することができます。承認され、訓練を受けたアマチュア無線家は、米国政府の軍事周波数を使用して、軍への緊急通信や士気向上メッセージの伝達支援を行います。
Amateurs use a variety of voice, text, image, and data communication modes over radio. Generally new modes can be tested in the amateur radio service, although national regulations may require disclosure of a new mode to permit radio licensing authorities to monitor the transmissions. Encryption, for example, is not generally permitted in the amateur radio service except for the special purpose of satellite vehicle control uplinks.[71] The following is a partial list of the modes of communication used, where the mode includes both modulation types and operating protocols.
In former times, most amateur digital modes were transmitted by inserting audio into the microphone input of a radio and using an analog scheme, such as amplitude modulation (AM), frequency modulation (FM), or single-sideband modulation (SSB). Beginning in 2017, increased use of several digital modes, particularly FT8, became popular within the amateur radio community.[74]
以下の「モード」は、特定の変調方式を使用するのではなく、通信の活動内容によって分類されます。
