短波ラジオは、短波帯(SW)の無線周波数を用いた無線通信です。周波数範囲の公式な定義はありませんが、常に3~30MHz(波長約100~10メートル)の高周波帯(HF)の全てを含みます。これは中周波帯(MF)とVHF帯の下限の間に位置します。
短波帯の電波は、大気中の電離層と呼ばれる電荷を帯びた原子層で反射または屈折します。そのため、空に向かって斜めに向けられた短波は、地平線を越えた遠く離れた場所で地球に反射して戻ってくることがあります。これはスカイウェーブ伝播または「スキップ」伝播と呼ばれます。このように、短波無線は、直線的に伝播し(見通し内伝播)、一般的に約64 km(40マイル)の地平線によって制限される高周波数の電波とは対照的に、非常に長距離の通信に使用できます。

ラジオ番組の短波放送は、何十年にもわたって国際放送において重要な役割を果たし、ニュースや情報の提供だけでなく、国際的な視聴者に向けたプロパガンダの手段としても機能しました。国際短波放送の全盛期は、1960年から1990年にかけての 冷戦期でした。
衛星ラジオ、ケーブル放送、IPベースの伝送など、ラジオ番組の長距離配信技術が広く普及するにつれ、短波放送の重要性は低下しました。放送のデジタル化に向けた取り組みも実を結ばず、2025年現在[update]、短波放送を継続している放送局は比較的少数です。しかしながら、短波放送の聴取は依然としてニッチな趣味であり、愛好家はマイナーな放送局を聴いています。
短波ラジオは、ロシア・ウクライナ戦争のような戦場において重要な役割を果たしており[2] [3] [4] [5] [6]、短波放送は単一の送信機から数千マイル離れた場所まで送信できるため、政府当局による検閲が困難です。短波ラジオは航空機でもよく使用されています。

「短波」という名称は、20世紀初頭のラジオ放送開始当初に由来します。当時、電波スペクトルは波長の長さに基づいて長波(LW)、中波(MW)、短波(SW)の3帯域に分割されていました。短波ラジオという名称は、この帯域の波長が、無線通信に初めて使用された中波周波数帯域の上限である200m(1,500kHz)よりも短いことに由来しています。現在、放送用中波帯域は200m/1,500kHzの上限を超えています。
初期の長距離無線通信では、300キロヘルツ(kHz)以下/1000メートル以上の長波が使用されていました 。このシステムの欠点は、長距離通信に利用できる周波数帯域が非常に限られていること、そして送信機、受信機、そして巨大なアンテナが非常に高価であることでした。また、長波は指向性ビームの送信が難しく、長距離では大きな電力損失を招きます。1920年代以前は、1.5MHz以上の短波周波数は長距離通信には役に立たないと考えられ、多くの国でアマチュア無線用に指定されていました。[7]
無線のパイオニアであるグリエルモ・マルコーニは、助手のチャールズ・サミュエル・フランクリンに、短波長電波の伝送特性に関する大規模な研究と、長距離伝送への適合性を調べるよう依頼した。フランクリンはコーンウォールのポルドゥ無線局に25kWの電力で稼働する大型アンテナを設置した。1923年6月と7月には、ポルドゥからカーボベルデ諸島のマルコーニのヨット「エレットラ」まで、97メートル(約3MHz)の周波数で夜間に無線通信が行われた。[8]
1924年9月、マルコーニはポルドゥからベイルート港に停泊中のヨットへ32メートル(約9.4MHz)で昼夜を問わず送信を行うよう手配し、「一日中」信号を受信できることに「驚愕」した。[9]フランクリンはその後、カーテンアレイアンテナシステムを発明することで指向性送信を改良した。[10] [11] 1924年7月、マルコーニは英国郵政公社(GPO)と契約を結び、ロンドンからオーストラリア、インド、南アフリカ、カナダへの高速短波電信回線を敷設した。これは帝国無線網の主要構成要素となった。英国からカナダへの短波「ビーム無線サービス」は1926年10月25日に商用運用を開始した。英国からオーストラリア、南アフリカ、インドへのビーム無線サービスは1927年にサービスを開始した。[8]
短波通信は1920年代に急速に成長し始めました。[12] 1928年までに、長距離通信の半分以上が大洋横断ケーブルと長波無線サービスから短波に移行し、大洋横断短波通信の総量が大幅に増加しました。短波放送局は、大規模な長波無線設備に比べてコストと効率の面で優位性がありました。[13]しかし、一部の商用長波通信局は1960年代まで使用され続けました。長距離無線回線は新しいケーブルの必要性を減らしましたが、ケーブルは短波よりも高いセキュリティと、はるかに信頼性が高く高品質な信号という利点を維持しました。
1927年、ケーブル会社は巨額の損失を出し始めました。深刻な財政危機は、英国の戦略的利益にとって極めて重要なケーブル会社の存続を脅かしました。英国政府は1928年、「ビーム・ワイヤレス社とケーブル・サービス社の競争の結果として生じた状況を調査するため」、帝国無線ケーブル会議[14]を招集しました。会議は、帝国の海外におけるすべてのケーブルおよび無線通信資源を、1929年に新設されたインペリアル・アンド・インターナショナル・コミュニケーションズ社が管理する単一のシステムに統合することを勧告し、政府の承認を得ました。この会社は1934年にケーブル・アンド・ワイヤレス社に社名変更されました。
長距離ケーブルの復活は、1956年に大西洋を横断するTAT-1ケーブルの敷設から始まりました。このケーブルは、このルートにおける最初の音声周波数ケーブルでした。このケーブルは36の高品質電話チャネルを提供し、その後すぐに世界中でさらに大容量のケーブルが敷設されました。これらのケーブルとの競争により、商業通信における短波ラジオの経済的採算性はすぐに失われました。

アマチュア無線家たちは、短波帯で長距離通信が可能であることを発見しました。初期の長距離通信サービスでは、非常に低い周波数の表面波伝搬が利用されていました[15]。この伝搬は、1,000メートル未満の波長では経路上で減衰します。この方法では、距離が長く周波数が高くなるほど信号損失が大きくなります。このことに加え、高周波の発生と検出の難しさから、商用サービスにおける短波伝搬の発見は困難でした。
アマチュア無線家は1921年12月に大西洋横断実験に初めて成功したとみられる[16]。この実験では200メートル中波帯(現代のAM放送帯域内の約1,500kHz)を使用していたが、これは当時アマチュア無線で使用できる最短波長/最高周波数であった。1922年には数百の北米のアマチュア無線家が200メートルでヨーロッパで受信され、少なくとも20人の北米のアマチュア無線家がヨーロッパからのアマチュア無線信号を聞いた。北米とハワイのアマチュア無線家の間で最初の双方向通信が行われたのが1922年で、200メートルで行われた。200メートルより短い波長での運用は技術的には違法であったが(当時は当局がそのような周波数は商用にも軍事用にも役に立たないと誤って信じていたため容認されていた)、アマチュア無線家は第一次世界大戦後まもなく 、新たに利用可能になった真空管を使用してそれらの波長での実験を開始した。
1923年の第2回全米無線会議[17]でアマチュア無線家に公式に割り当てられた波長である150~200メートル帯の長波長側における極端な干渉により、アマチュア無線家はますます短波長化を余儀なくされました。しかし、規制によりアマチュア無線家は150メートル(2MHz)を超える波長しか使用できませんでした。150メートル未満の波長での実験通信の特別許可を得た幸運な少数のアマチュア無線家は、1923年に100メートル(3MHz)の波長で数百回もの長距離双方向通信を達成し、その中には初の大西洋横断双方向通信も含まれていました[18] 。
1924年までには、特別に免許を取得した多くの追加のアマチュア無線家が、6,000マイル(9,600キロ)以上の距離で、日常的に大洋を越えた交信を行っていた。1924年9月21日には、カリフォルニアの数人のアマチュア無線家がニュージーランドのアマチュア無線家と双方向交信を行なった。10月19日には、ニュージーランドとイギリスのアマチュア無線家が、地球のほぼ半周にあたる90分間の双方向交信を行なった。10月10日、第3回全国無線会議で、 80メートル(3.75MHz)、40メートル(7MHz)、20メートル(14MHz)の3つの短波帯域が米国のアマチュア無線家に利用可能となった[19]。これらは世界中で割り当てられたが、 10メートル帯域(28MHz)は1927年11月25日のワシントン国際無線電信会議[20]で作成された。15メートル帯域(21MHz)は、1952年5月1日に米国のアマチュア無線家に開放された。

短波無線周波数エネルギーは、電離層反射(「スカイウェーブ伝搬」と呼ばれる現象)の影響を受けるため、地球上のあらゆる場所に到達できます。短波伝搬の典型的な現象として、受信が不可能なスキップゾーンの発生が挙げられます。動作周波数が固定されている場合、電離層条件の大きな変化により、夜間にスキップゾーンが発生する可能性があります。
電離層の多層構造の結果、伝播はしばしば異なる経路で同時に発生し、「E」層または「F」層によって散乱され、ホップ数も異なります。この現象は、特定の技術では妨害となる可能性があります。特に短波帯の低周波数帯では、最下層の電離層である「D」層における無線周波数エネルギーの吸収が深刻な制限を課す可能性があります。これは、電子が中性分子と衝突し、無線周波数エネルギーの一部を吸収して熱に変換するためです。[21]スカイウェーブの伝播予測は、以下の要素に依存します。

短波信号に情報を組み込むために、 いくつかの異なるタイプの変調が使用されます。
振幅変調は最も単純な変調方式であり、短波放送で最も一般的に使用されています。搬送波の瞬時振幅は、信号(例えば音声や音楽)の振幅によって制御されます。受信機では、単純な検波器によって搬送波から目的の変調信号が復元されます。[23]
単側波帯伝送は振幅変調の一種ですが、実際には変調結果をフィルタリングします。振幅変調信号は、搬送周波数の上下両方の周波数成分を持ちます。これらの成分の1セットと残りの搬送波を除去すると、残りのセットのみが送信されます。これにより、AM信号によって送信されるエネルギーの約2 ⁄ 3が搬送波に含まれ、信号に含まれる情報の復元には不要なため、送信電力が削減されます。また、信号帯域幅も縮小されるため、AM信号帯域幅の半分以下しか使用できなくなります。[23]
欠点は、受信機が信号を復元するために搬送波を再生成する必要があるため、より複雑になることです。検出プロセスにおける小さな誤差が受信信号のピッチに大きな影響を与えます。そのため、単側波帯は音楽や一般放送には使用されません。単側波帯は、船舶や航空機、市民バンド、アマチュア無線家による長距離音声通信に使用されます。アマチュア無線では、10MHz未満では下側波帯(LSB)、10MHz以上ではUSB(上側波帯)が通常使用されますが、アマチュア以外のサービスでは周波数に関わらずUSBが使用されます。
残留側波帯は搬送波と片方の側波帯を伝送しますが、もう片方の側波帯の大部分は除去します。これはAMとSSBの中間的なものであり、シンプルな受信機で使用できますが、AMとほぼ同等の送信電力が必要です。主な利点は、AM信号の半分の帯域幅しか使用しないことです。カナダの標準時信号局CHUで使用されています。残留側波帯は、アナログテレビや北米で使用されている デジタルテレビシステムATSCでも使用されていました。
狭帯域周波数変調(NBFMまたはNFM)は、通常20MHz以上の周波数帯域で使用されます。必要な帯域幅が広いため、NBFMはVHF通信によく使用されます。HF帯で送信される信号の帯域幅は規制によって制限されており、FM信号が広い帯域幅を持つ場合、周波数変調の利点が最も大きくなります。NBFMは、電離層によって生じる多相歪みのため、短距離伝送に限られます。[24]
デジタル・ラジオ・モンディアル(DRM)は、30MHz未満の周波数帯域で使用されるデジタル変調方式です。下記のデータモードと同様にデジタル信号ですが、上記のアナログモードと同様に音声を送信するためのものです。
連続波(CW)は、正弦波搬送波のオン・オフ変調方式で、モールス信号通信やヘルシュライバー・ ファクシミリ方式のテレタイプ通信に使用されます。データモードの一種ですが、別個に記述されることも少なくありません。[25]通常、SSBの下位モードまたは上位モードを介して受信されます。[23]
ラジオテレタイプ、ファックス、デジタルテレビ、低速走査テレビなどのシステムでは、短波搬送波に周波数偏移変調方式や音声副搬送波を使用しています。これらの信号をデコードするには、サウンドカードを搭載したコンピュータのソフトウェアなど、特別な機器が必要となるのが一般的です。
現代のコンピュータ駆動型システムでは、デジタル モードは通常、コンピュータのサウンド出力をラジオの SSB 入力に結合することによって送信されることに注意してください。

短波ラジオ帯域の既存のユーザーには次のようなものがあります。
短波帯域を散発的または非伝統的に利用する人には次のような人がいます。

国際電気通信連合(ITU)の主催による世界無線通信会議(WRC)は、数年ごとに開催される会議において、様々なサービスに周波数帯を割り当てています。前回のWRCは2023年に開催されました。[37]
1997年のWRC-97以降、これらの帯域は国際放送用に割り当てられました。AM短波放送チャンネルは、従来のアナログ音声放送用に5kHz間隔で割り当てられています。

各国は一般的に割り当てられたバンドに従っていますが、国や地域によって若干の違いがある場合があります。例えば、オランダの公式バンドプラン[38]では、49mバンドは5.95MHzから始まり、41mバンドは7.45MHzで終わり、11mバンドは25.67MHzから始まり、120m、90m、60mバンドは存在しません。国際放送局は、WRCが割り当てた通常のバンド以外で運用したり、オフチャンネル周波数を使用したりすることがあります。これは、実用的な理由、または混雑したバンド(60m、49m、40m、41m、31m、25m)で注目を集めるためです。
短波DRM用の新しいデジタル音声放送フォーマットは、10kHzまたは20kHzのチャンネルで運用されます。DRMは主に10kHzフォーマットで放送されるため、具体的な帯域割り当てについては現在議論が続いています。
短波送信機の使用電力は、実験用やアマチュア無線送信用の1ワット未満から、大陸間放送局や超水平線レーダー用の500キロワット以上まで多岐にわたります。短波送信センターでは、対象地域に無線エネルギーを集中させるために、特殊なアンテナ設計(ALLISSアンテナ技術など)が用いられることが多いです。

短波は新しい技術に比べて多くの利点があります。
短波ラジオの利点は、次のような欠点によって上回られると考えられることがあります。
アジア太平洋電気通信共同体は、2002年時点で約6億台の短波放送ラジオ受信機が使用されていると推定している。[41] WWCRは、世界中に15億台の短波受信機があると主張している。[42]
多くの趣味人が短波放送局を聴いています。その目的は、できるだけ多くの国の放送局を聴くこと(DXing)である場合もあれば、海上、海軍、航空、軍事などの特殊短波放送(UTE)を聴く場合もあります。また、諜報活動のために特殊な放送を送信するナンバーステーションからの諜報信号や、アマチュア無線家による双方向通信に注目する人もいます。短波放送のリスナーの中には、インターネット上の「潜伏者」のように、ただ聞くだけで、自らは送信しようとしない人もいます。クラブに参加したり、QSLカードを積極的に送受信したり、アマチュア無線に熱中して自ら送信を始めるリスナーもいます。
多くのリスナーは、一般視聴者向けの放送局(ラジオ台湾国際、中国国際放送、ボイス・オブ・アメリカ、ラジオ・フランス・アンテルナショナル、BBCワールドサービス、ボイス・オブ・コリア、ラジオ・フリー・サラワクなど)の番組を聴くために短波帯をチューニングしています。今日では、インターネットの発展により、愛好家は短波ラジオを所有していなくても、世界中の遠隔操作またはウェブ操作の短波受信機を介して短波信号を聴くことができます。[43]多くの国際放送局はウェブサイトでライブストリーミング音声を提供しており、インターネット配信を優先して短波放送を完全に停止、または大幅に縮小した放送局もいくつかあります。[44]
短波リスナー(SWL)は、放送局、公共放送局、またはアマチュア無線家から趣味のトロフィーとしてQSLカードを取得できます。中には、短波リスナーに特別な証明書、ペナント、ステッカー、その他の記念品や販促資料を配布している局もあります。

一部のミュージシャンは、短波ラジオの独特の聴覚特性に魅了されてきました。短波ラジオは、振幅変調の性質、伝播条件の変動、そして干渉の存在により、一般的に地域放送(特にFM局経由)よりも忠実度が低くなります。短波放送は、しばしばバースト的な歪みや、特定の可聴周波数における明瞭度の低下、そして「空洞」のような響きを呈します。これにより、自然音の倍音が変化し、エコーや位相歪みによって奇妙な「宇宙的な」質感が生じることもあります。短波受信の歪みを想起させる表現は、ディレイやフィードバックループ、イコライザー、あるいは短波ラジオを生楽器として演奏するなど、ロックやクラシック音楽の楽曲に取り入れられてきました。放送の断片は、アナログテープループやデジタルサンプルを用いて、電子サウンドコラージュや生楽器の演奏にミックスされています。楽器や既存の音楽録音の音は、リミックスやイコライジングによって様々な歪みが加えられ、短波ラジオ受信の歪んだ効果を再現することもあります。[45] [46]
本格的な作曲家による音楽へのラジオ効果の取り入れの最初の試みは、ロシアの物理学者で音楽家のレオン・テルミンによるものであろう。[47]彼は1928年にラジオ発振器の一種を楽器として完成させた(当時のラジオの再生回路は発振を起こしやすく、音楽や会話にさまざまな倍音を加えていた)。また同年、フランスのチェロ奏者で元無線通信士でもあったモーリス・マルトノが、オンド・マルトノというフランスの楽器を開発した。カールハインツ・シュトックハウゼンは、短波ラジオと特殊効果を作品で使用した。その中には、賛美歌(1966- 1967年)、ベートーヴェン生誕200周年を記念して作品1970でベートーヴェンの曲のフィルターと歪曲された断片を使って編曲された「クルツヴェレン(1968年)」、螺旋(1968年)、極、万博(ともに1969-1970年)、ミヒャエルイオン(1997年)などがある。[45]
キプロスの作曲家ヤニス・キリアキデスは、 1999年のカンタータ「ConSPIracy」に短波放送局の放送を取り入れた。[48]
シュトックハウゼンの弟子ホルガー・シューカイは、ロック音楽の分野で短波を使用した最初の人物の一人である。[46] 1975年、ドイツの電子音楽バンドクラフトヴェルクは、ラジオ波と短波の音をシミュレートしたコンセプトアルバム「ラジオ・アクティビティ」を録音した。[49] ラジオ・シネオラの月例放送では、短波ラジオの音を多用した。[50]

衛星からの直接放送の発達により、短波受信機の需要は減少しましたが、依然として多数の短波放送局が存在します。新しいデジタルラジオ技術であるデジタル・ラジオ・モンディアル(DRM)は、短波音声の品質を非常に劣悪なものから適切なレベルに改善すると期待されています。[51] [52]短波ラジオの将来は、シールドされていない電力線を介して伝送されるデータストリームを使用する電力線通信(PLC)、または電力線ブロードバンド(BPL)の台頭によって脅かされています。BPLで使用される周波数は短波帯と重なるため、深刻な歪みが生じ、電力線の近くではアナログ短波ラジオ信号の受信が困難または不可能になる可能性があります。[53]
ワールドラジオTVハンドブックの元編集者アンディ・セニット氏によると、
短波は高価で環境にも優しくない、時代遅れの技術です。一部の国は短波放送に固執していますが、ほとんどの国は短波放送の栄光の時代は過ぎ去ったという事実を認めています。宗教放送局は聴取率をあまり気にしないため、依然として短波放送を使い続けるでしょう。[51]
しかし、短波ニュースサイトSWLingPost.comの編集者トーマス・ウィザースプーンは次のように書いている。
短波は、最もアクセスしやすい国際通信媒体であり、聴取者に完全な匿名性を提供し続けている。[54]
2018年、BBCワールドサービスグループの配信責任者であるナイジェル・フライは、
21世紀においても短波放送は依然として有用であると私は考えています。特に、自然災害によって放送やインターネットのインフラが破壊されやすい地域に放送を届ける上で有用です。[51]
2022年のロシアによるウクライナ侵攻の際、BBCワールドサービスはウクライナとロシアのリスナー向けに2つの新しい短波周波数を開始し、ロシア政府による検閲を回避するために英語のニュース速報を放送した。[55]アメリカの商業短波放送局WTWWとWRMIも番組の多くをウクライナ向けにリダイレクトした。[56] [57] [58]
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{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)歴史的ノートでは、1927 年 10 月 4 日の国際無線電信会議、その陰謀と結果について説明します。