ITパスポート 2025年 問71

携帯電話で用いられる電波に関する記述（回り込み・プラチナバンド）【ITパスポート 解説】

正解の理由

• 周波数（あるいは周波数 f：1秒あたりの振動回数）は低いほど波長が長くなります。波長が長い電波は障害物の角を回り込む性質（回折：波が障害物の裏側に回り込む現象）が大きく、屋内や障害物の多い場所でも届きやすくなります。したがって「回り込みやすいほど」は「周波数が低い」ほど当てはまります。
• 「700〜900○○帯」という数字の大きさから、単位は MHz（メガヘルツ：1 MHz = 10^6 Hz）が適切です。700 MHz や 900 MHz は携帯電話で実際に使われる周波数帯で、これらは一般に「プラチナバンド」と呼ばれ、つながりやすさ（屋内被覆性）が特徴です。GHz（ギガヘルツ：1 GHz = 10^9 Hz）を使うと 700 GHz などになり現実的ではありません。

解法ステップ

1. 「回り込みやすい」とあるとき、波長が長い（＝周波数が低い）か短い（＝周波数が高い）どちらが有利かを判断する。
   • 波長が長いほど回折しやすい → 周波数が低いほど回り込みやすい。
2. 次に 700〜900 の数値に付く単位を考える。携帯電話で使われる周波数の単位は通常 MHz（メガヘルツ）や GHz（ギガヘルツ）だが、700〜900 の値は MHz の範囲で現実的（700 MHz = 0.7 GHz）。
3. 上記を合わせ、「低い」「MHz」を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア（高い、GHz）
  高い周波数は波長が短く、回折しにくいので「回り込みやすい」には逆です。また 700〜900 GHz は携帯で使われる値ではありません。
• イ（高い、MHz）
  単位の選択は正しい（MHz）が、周波数が「高い」とすると回り込みやすいという記述と矛盾します。
• ウ（低い、GHz）
  周波数が低い点は合っても、700〜900 を GHz と読むと 700 GHz 〜 900 GHz になり現実的ではありません（携帯はもっと低い周波数を使う）。
• エ（低い、MHz）
  周波数が低いほど回り込みやすい性質と、700〜900 MHz がプラチナバンドである点の両方に合致します（正答）。

よくある誤解

1. 「高い周波数のほうが遠くまで届く」と思い込みやすい
   • 実際は条件次第ですが、同じ送信条件なら低周波の方が障害物を回り込みやすく屋内到達性が良い傾向があります。高周波は伝搬損失や障害物で減衰しやすいです。
2. 単位を見て GHz と MHz を混同する
   • 700〜900 の数値だけ見て GHz と誤答しがちです。単位の桁（MHzは10^6、GHzは10^9）を意識しましょう。

補足コラム

• 周波数 f と波長 λ の関係は式で表せます： $\lambda =\frac{c}{f}$。ここで $c$ は光速（約 $3.0\times 10^{8}m/s$）。例えば
  • 700 MHz（$7.00\times 10^8$ Hz）なら λ ≒ $0.43\mathrm{m}$（約43 cm）
  • 900 MHz なら λ ≒ $0.33\mathrm{m}$（約33 cm）
  • 2.4 GHz（Wi‑Fi等）なら λ ≒ $0.125\mathrm{m}$（約12.5 cm）
    波長が長い（数十センチ以上）と、建物の角や家具の後ろにも回り込みやすくなります。
• プラチナバンド：700〜900 MHz 程度の低めの周波数帯を指し、屋内や地下でもつながりやすい特性から携帯キャリアにとって重要です。ただし低周波は帯域幅が限られ、データを多く送る（高速通信）には高周波帯も必要になります。よって両方を組み合わせるのが実務上の戦略です。

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