近くの友人と「おしゃべり」したい場合でも、別の大陸の遠隔局と交信したい場合でも、CB無線は両方に対応できます。では、実際にCB無線の通信距離に影響を与える要素は何でしょうか？ここではその点を明らかにします。.
これらの要因のうちどれが最も重要かは言い難い。ほぼ全てが互いに影響し合うからだ。そしていずれの場合も——「電波と愛は奇妙な道筋をたどる」。最大出力でも隣の村に届かないこともあれば、たった1ワットで南米まで届くこともある。なぜだろう？
電波の伝播条件
電波の物理学は、100年以上前に発見されて以来、活発な研究分野である。今日でさえ、すべての効果が完全に理解されているわけではなく、したがって部分的にしか予測できない。電波の伝搬は周波数に大きく依存する。CB（市民バンド）の場合、27MHzという短波帯域の上限付近の周波数について論じている。この短波帯域では、伝搬経路として地波と空波の2通りが考えられる。.
地波
地波は地表に沿って伝播する。地面や岩石などが電気伝導性が低いため、強い減衰を受ける。これにより伝送距離は数キロから数十キロメートルに強く制限される。地波伝播で達成される実際の距離は、基本的に送信電力、地形、アンテナ設置場所またはアンテナ自体に依存する。 しかし物理的な限界が存在します。たとえ極めて高い送信電力と完璧なアンテナを用いても、最終的にはそれ以上遠くへ届けることはできません。.
しかし時には、この限られた範囲こそが望ましい場合もある。地元のクラブの仲間と話す時、遠くからの信号は雷雨による妨害と同じくらい邪魔になることがある。.
CBラジオの地上波の典型的な通信距離は、条件によって約5～30kmである。.
スカイウェーブ
一方、空波は全く異なる原理に従い、中程度の送信電力でも数千キロメートルにわたる通信を可能にする。アンテナから放射される電波は地表を伝わるだけでなく、上方へも広がっていく。この広がりの強さはアンテナの種類と設置方法によって決まる。.
電波は上昇する過程で、やがて地球を取り囲む電離層の反射領域に到達する。 電離層は大気圏よりはるか上空、高度約80～400kmの領域である。その名称は、そこで起こる「電離」という過程に由来する。これは強い放射によって分子が電子を「解放」される物理的現象である。電子を持つ状態では分子は電気的に中性であったが、外殻電子を失った後は電気的に正に帯電する。.
そしてこの「イオン化」こそが電波を反射する原因である。厳密に言えば、反射ではなく回折と屈折であり、これらは光学でよく知られた現象である。.
陽光が道を照らす
分子をイオン化する放射線はどこから来るのか？太陽からだ！私たちの中心星は毎秒想像を絶する量のエネルギーを生み出しており、そのかなりの部分が放射線としてここに到達する。幸い、電離層と大気がこの放射線の有害な影響から私たちを守っている。 高度が高い場所では、このエネルギーは妨げられることなく作用し、特定の条件下ではそこに存在する空気分子のイオン化を引き起こします。これらの「条件」は非常に複雑です。イオン化の程度は、空気分子の密度、太陽の活動、太陽放射が地球に当たる角度などに依存します。.
したがって、空波の全体的な効果は、高度80kmから約400kmにおける電波の反射によって生じる。これらの反射は明確に定義されておらず、時間とともに変化する。反射が存在する場合、電波信号は反射され、地球表面へと跳ね返される。そしてそこでは？再び上方に反射され、電離層内の反射層に再び当たり、下方へと向けられ、その繰り返しとなる。 こうした「跳躍」を約7回繰り返すと、地球を一周することになり、短波による世界規模の電波通信が成立する。.
27MHz帯のCB無線周波数域では、太陽活動が活発な時期に高度約80～100kmに反射層（いわゆるE層）が形成される状況が頻繁に発生する。この比較的低い高度のため、通信距離は約2000～3000kmに制限され、複数ホップにわたる伝播現象は稀である。 しかし反射強度は非常に優れており、わずか数ワットの極低出力でも完璧な通信が可能となる。こうした日には、モスクワのタクシー無線が3街区先の隣人の声と同じくらい明瞭に聞こえる。この効果は時に極めて短時間かつ散発的に発生するため、この空波現象は散発的E層（Sporadic-E）とも呼ばれる。.
高高度（いわゆるF層）での反射によるその他の影響も存在するが、はるかに稀であり、通常は太陽活動が活発な時期に限られる。また、原因が未だ完全には解明されていない影響もある。例えば、いわゆる赤道越え伝播（TEP）は、CB無線において、北から南への優れた信号（例えばヨーロッパから南アメリカへの通信）を頻繁にもたらす。.
実際に通信距離を決定する要因は何か？
要約しましょう。地波の到達距離はアンテナと設置場所により約5～30kmです。空波は約400～2000～3000km、稀にそれ以上も到達します。空波は太陽活動の影響を強く受けますが、地波は影響を受けません。そして常に言えることですが、優れた自立型アンテナがなければ、ほとんど何も機能しません。.
あなたの信号が跡形もなく消えてしまった時
地波が届かなくなり、空波がまだ到達していない領域を「スキップゾーン」と呼ぶ。私の位置を囲むこの環状のゾーンでは、最大出力でも私の信号は届かない。.
アンテナとその周囲のすべて
多くのユーザーにとって、アンテナ技術は黒魔術に匹敵するほど不可解なものだ。しかし、いくつかの基本ルールに従えば、それほど複雑ではない。.
アンテナは指向性アンテナと無指向性アンテナに分類される。指向性アンテナでは、設計により電磁界が特定の方向へ集中（束ね）られる。アンテナ利得について言及する場合でも、アンテナは入力されたエネルギー以上のものを生成するわけではない。エネルギーは特定の方向へ集中されるだけである。一方、無指向性アンテナは全エネルギーを周囲に均等に分散させる。 さて、どちらの設計が優れているとは言えません。それは何をしたいかによって異なります。.
周囲に分散している友人たちに均等に電波を届けたい場合、全方向性アンテナの方が適している。これは長距離通信が不可能という意味ではない。可能ではあるが、頻度は低く、困難を伴う。.
指向性アンテナは長距離通信に有効だが、特定の方向に限られる。つまり最大限の柔軟性を得るには、アンテナを回転可能に設置する必要がある。アンテナのサイズによっては、これは非常に複雑な作業となる。何しろアンテナとマストは暴風雨にも耐えなければならないのだから。.
アンテナの効果を最大限に引き出す方法
一般的に、より良い通信範囲を確保するためのアンテナ構築ルールに従うことができます。.
アンテナは可能な限り高く、自立式であるべきです。したがって、家の屋根が最適であり、家が丘の上にあるならなお良いです。アンテナの近くに大きく頑丈な障害物がないことが望ましいです。したがって、金属壁の倉庫の上などが好ましく、いずれにせよすべての電線、金属フェンスなどから遠く離れていることが必要です。.
適切なケーブルでさらに活用しよう
アンテナへのケーブルは、必要最小限の長さにすべきです。つまり、より良い設置場所を確保できるなら、多少長くなっても構いません。アンテナが地下室にある場合、1メートルしかないケーブルでは全く役に立ちません。.
ケーブルは良質で、あまり細すぎないものを選ぶべきです。細いケーブルは減衰率がはるかに高く、送信時よりも受信時の電界強度でその影響が顕著に現れます。 良質なケーブルは二重シールド構造を採用しており、他テレビへの干渉を防ぐだけでなく、近隣からの妨害からも保護してくれます。コネクタも決して安物を避けるべきで、ここには顕著な品質差が存在します。同軸コネクタの取り付け経験がない場合、設置サービス付きの良質なケーブルに投資することは、間違いなく費用対効果の高い選択です。.
アンテナシステムが信頼性を維持する方法
アンテナマストと接地も適切に行う必要があります。これは自身の安全に関わる問題です。最後に、アンテナシステムの定期点検（年1回程度）は非常に有用であり、予期せぬ障害から守ることができます。腐食したケーブル接続が原因で強いノイズが発生するケースは少なくありません。アンテナ直近では、これが有用な信号を完全に覆い隠してしまうことも多々あります。.
長い目で見れば、力だけが役立つのか？
ええ、親愛なる送信電力よ。多くの無線技師は、高出力の大規模な送信増幅器である「バーナー」と呼ばれる大型装置を常に気にかけている。 法的な側面については簡単に説明しましょう：ドイツでは、CBチャンネルと変調方式に応じて、4ワットから12ワットまでの出力が許可されています。また、出力の測定方法にもPEP（ピークエンベロープパワー）とERP（実効放射電力）の違いがあります。これについては後ほど詳しく説明します。つまり、より広い通信範囲を得るために非常に役立つとはいえ、これ以上の出力は許可されていないのです。.
法的な側面とは別に、物理学も単純な限界を設けている。 多くの電力がほとんど役に立たない状況は常に存在する。地形が不利であれば、たとえ1000ワットあっても山間の隣の谷には届かない。伝搬条件が整っていなければ、「アフターバーナー」を装備しても状況は作れず、遠くの国は依然として到達不能だ。しかし条件が良ければ、わずかな合法ワット数で十分である。.
アンプを使用する際には、他にも考慮すべき点がある。近隣への干渉の可能性がはるかに高く、機器は大きく重い、十分な冷却が必要などである。.
要約すると――確かに、特定の状況では送信電力の増大が有益であり、信頼性の高い通信の可能性を高めます。しかし、高出力は万能薬ではありません。それが許可されているかどうかは別として。立法者は相互干渉をほぼ回避できるよう、十分な理由をもって電力制限を設定しています。.
なぜSSBが通信距離を最大化するのか
変調は本当に通信距離に影響するのか？ はい、しかも大きく影響します！ CB無線では、音声通信（デジタルデータではない）に3種類の変調方式が用いられます：AM、FM、そしてSSBです。詳細には立ち入らず説明すると、SSBは最も長い通信距離を約束する変調方式です。これは必要な帯域幅（SSBは2.4kHz、AMやFMは6kHzまたは10kHz）によるものです。 ただし帯域幅が狭いということは音声品質が低下することを意味しますが、これは避けられない代償です。AMと比較すると、全電力が帯域幅の4分の1に集中するため、明らかに到達距離が伸びます。FMと比較すると、SSBの優位性はさらに顕著です。ただし、FMの優れた音声品質と干渉低減効果は失われます。.
したがって、SSBは「DX」通信（長距離通信）に適した方式である。とはいえ、AMやFMが数千キロメートルに達しないわけではない。これは単に、良好な伝搬条件の影響が変調方式の影響よりもはるかに大きいからに過ぎない。.
十分な力があるのに――でも、誰かが耳を傾けているだろうか？
無線技術のあらゆる分野には「ワニ」が存在する——大きな口を持つが、耳は小さい。つまり、送信出力は非常に高いが、受信機は「耳が聞こえない」状態だ。当然ながら、受信感度と性能は出力に適合させねばならない。アルゼンチンでは自分の声がよく聞こえるのに、そこから発信される信号を受信できないのでは意味がない。
今日のCB無線機は、感度と自動利得制御（AGC）の点で優れた受信機を備えている。実際の感度はほとんど影響を与えられず、たまに確認する程度である。近くに落雷が発生すると受信機入力が破壊され、感度が大幅に低下することがある。プリアンプは存在するが、固有のノイズが高く受信機入力を過負荷状態にするため、かえって悪影響を及ぼす。.
受信状態には、ノイズリダクションやノイズブランカーなどの追加装置による差異が生じます。ラジオ本体に直接搭載されていない場合、例えばbhi社のフィルターなどの追加装置が有効です。またアンテナの位置も大きく影響し、例えば電力線などの妨害源の近くにある場合などが該当します。.
最適な情報で最高の射程を実現
良好な通信範囲は多くの要因に依存し、その中には私たちが影響を与え得るものもある。.
- 優れた指向性アンテナは全方向性アンテナよりも広い範囲をカバーしますが、それは一方向に限られます。.
- より高い出力はより広い通信範囲をもたらします（法的に許可されている場合に限ります）。送信出力12ワットの無線機もあれば、4ワットのものもあります。.
- アンテナの設置場所が適切であれば、ケーブルを過度に長くする必要がなくなるため、非常に効果的です。.
- 良いケーブルは常に役立つ——何の言い訳もなく。.
- 良好な伝播条件が最も重要な要素ですが、私たちはそれらに影響を与えることはできません。しかし、現状の条件や今後数時間から数日における変化の予測については、情報を得ることが可能です。.