| はじめに iii |
| 練習問題目次 xiii |
| コラム目次 xiv |
| I部 電波にいかに情報をのせるか |
| 1章 直流と交流 3 |
| 1.1 オームの法則 4 |
| 1.1.1 電池の発明 4 |
| 1.1.2 オームの法則 5 |
| 1.2 これから出てくる量を表す記号と単位 7 |
| 1.2.1 MKSAという単位系 7 |
| 1.2.2 単位間の関係 8 |
| 1.2.3 電流とは電荷が移動する現象 9 |
| 1.3 電荷と電圧の関係 10 |
| 1.3.1 コンデンサと電気容量 10 |
| 1.3.2 正負の電荷には強い引力が働く 11 |
| 1.3.3 見えない電機を見るため考えられた電気力線 12 |
| 1.4 光速で伝わる 13 |
| 1.4.1 送電線と伝送線路 13 |
| 1.4.2 伝送線路にスイッチをつけると：なぜ近接作用になるか 14 |
| 1.4.3 電気力線は光速で進む 16 |
| 1.5 電波は交流 18 |
| 1.5.1 交流を表す三角関数 18 |
| 1.5.2 交流波形を表すパラメータの名称 19 |
| 1.5.3 伝送線路を伝わる交流電圧の波 21 |
| 1.5.4 平行板線路が作る平面波 23 |
| 2章 無線通信の歴史 |
| 2.1 モールス信号 26 |
| 2.1.1 鉄道と電気通信 26 |
| 2.1.2 5針式電信機 27 |
| 2.1.3 モールス符号による通信 29 |
| 2.1.4 電波によるモールス信号 31 |
| 2.2 電波と周波数 33 |
| 2.2.1 電波と電磁波 33 |
| 2.2.2 電波の呼び名 34 |
| 2.2.3 電波の利用は周波数の低い方から 36 |
| 2.3 振幅変調 38 |
| 2.3.1 変調とは 38 |
| 2.3.2 周波数スペクトル 39 |
| 2.3.3 搬送波と側波帯 40 |
| 2.3.4 復調回路 43 |
| 2.4 周波数変調 45 |
| 2.4.1 周波数変調とは 45 |
| 2.4.2 周波数スペクトル 47 |
| 2.4.3 搬送波と側帯波 49 |
| 2.4.4 変調回路 51 |
| 2.4.5 復調回路 52 |
| 3章 デジタル通信 55 |
| 3.1 パルス符号変調 56 |
| 3.1.1 AM FM PCM 56 |
| 3.1.2 モールス符号のPSK変調 57 |
| 3.1.3 PSK変調波の復調 59 |
| 3.2 直交とは何か 61 |
| 3.2.1 積の面積がゼロになるもの 61 |
| 3.2.2 簡単な直交関数の応用例 63 |
| 3.2.3 直交関係にある例 65 |
| 3.3 なぜ数値で情報を送れるか 71 |
| 3.3.1 周波数帯域幅に上限があるから 71 |
| 3.3.2 直交周波数を利用する説明 73 |
| 3.3.3 直交周波数を自由に選べるか 75 |
| 3.4 波形と周波数 79 |
| 3.4.1 直交関数の応用：フーリエ級数 79 |
| 3.4.2 フーリエ級数の簡単な例 80 |
| 3.4.3 フーリエ級数を指数関数で表すと 81 |
| 3.4.4 フーリエ変換の公式の導出 83 |
| 3.4.5 標本化定理 85 |
| 4章 携帯電話 89 |
| 4.1 多重通信と多元接続 90 |
| 4.1.1 平衡変調器という乗算器 90 |
| 4.1.2 有線の多重通信 94 |
| 4.1.3 無線の多元接続 98 |
| 4.2 周波数分割多元接続(FDMA） 100 |
| 4.2.1 電話は複信方式 100 |
| 4.2.2 周波数分割多元接続（FDMA）：第一世代携帯電話 103 |
| 4.2.3 鍵となる周波数シンセサイザ 104 |
| 4.3 時間分割多元接続（TDMA） 110 |
| 4.3.1 時分割多重（TDM） 110 |
| 4.3.2 デジタル通信だからTDMA 112 |
| 4.3.3 時分割複信方式（TDD）のPHS 113 |
| 4.4 符号分割多元接続（CDMA） 117 |
| 4.4.1 符号分割多元接続とは 117 |
| 4.4.2 SS波の周波数スペクトル 119 |
| 4.4.3 なぜスペクトルを拡散するか 122 |
| 4.4.4 どのような符号を用いるか 123 |
| 5章 直交周波数分割多重（OFDM） 129 |
| 5.1 デジタルテレビ 130 |
| 5.1.1 PDCとGSM 130 |
| 5.1.2 衛星放送と地上テレビ 133 |
| 5.1.3 PDC 300台で地上デジタルテレビ 135 |
| 5.2 OFDMのポイント：離散フーリエ変換 138 |
| 5.2.1 直交周波数のPSK波を利用 138 |
| 5.2.2 離散フーリエ変換とはフーリエ級数変換 139 |
| 5.2.3 標本値で表す 141 |
| 5.3 実用的な高速フーリエ変換(FFT） 143 |
| 5.3.1 信号処理になぜ虚数が出てくるか 143 |
| 5.3.2 アンテナの指向性にも離散フーリエ変換 144 |
| 5.3.3 離散フーリエ変換の計算法 148 |
| 5.4 OFDMの変調－伝送－復調 153 |
| 5.4.1 ベースバンドOFDM信号 153 |
| 5.4.2 複素シンボルと複素標本値 154 |
| 5.4.3 伝送するのは複素標本値を実数の波で 155 |
| 5.4.4 復調は複素数の計算で 157 |
| II部 電波とはなにか |
| 6章 電波が発見されるまで－高校の物理をのり越えて 163 |
| 6.1 クーロンの法則 164 |
| 6.1.1 数式は科学技術を記述する言語 164 |
| 6.1.2 電波で最も重要な量：電界 165 |
| 6.1.3 見えない電界を見るのが電気力線 167 |
| 6.1.4 磁荷に対するクーロンの法則 169 |
| 6.2 基本の力：クーロン力とローレンツ力 171 |
| 6.2.1 電気と磁気に関する現象 171 |
| 6.2.2 フレミングの左手の法則 172 |
| 6.2.3 ローレンツ力 173 |
| 6.2.4 電量の間に働く力 174 |
| 6.3 電荷と磁荷の相互作用 176 |
| 6.3.1 これまでのまとめ 176 |
| 6.3.2 電束線が移動すると磁界ができる 177 |
| 6.3.3 磁束線が移動すると電界ができる 179 |
| 6.3.4 右ネジの法則 180 |
| 6.4 電気と磁気の現象の根源：電荷 181 |
| 6.4.1 電波の速度と電波インピーダンス 181 |
| 6.4.2 電荷をもつもの 183 |
| 6.4.3 導体の性質 185 |
| 6.5 導体線に流れる電流と電気力線 189 |
| 6.5.1 電流はどのように流れるか 189 |
| 6.5.2 導体線に流れる電流が作る電気力線 190 |
| 6.5.3 導体線を流れる電流が作る磁界 192 |
| 6.6 電流が作る磁界と法則 194 |
| 6.6.1 ビオ-サバールの法則 194 |
| 6.6.2 アンペアの法則 196 |
| 6.6.3 ファラデーの法則 201 |
| 7章 なぜ真空中を光速で進むか 205 |
| 7.1 電波の発見：1√μεの測定値がヒント 206 |
| 7.1.1 光速の測定 206 |
| 7.1.2 静電単位と電磁単位 207 |
| 7.1.3 透磁率と誘電率の積の測定 208 |
| 7.2 電荷が光速で動けば 211 |
| 7.2.1 平行板線路 211 |
| 7.2.2 平行板線路の特性抵抗Rc 212 |
| 7.2.3 「電荷が光速で動けなければ」の意味 215 |
| 7.3 電荷は光速で動けない問題の解決法 216 |
| 7.3.1 電界を作る電荷 216 |
| 7.3.2 磁界を作る電荷 217 |
| 7.3.3 電気力線の進み方と電荷の進み方 220 |
| 7.4 電波は交流の波 223 |
| 7.4.1 重ね合わせの原理から 223 |
| 7.4.2 交流回路の計算法 226 |
| 7.4.3 交流理論から 229 |
| 8章 電波の放射とはどのような現象か 237 |
| 8.1 電気力線のループを作るのが放射 238 |
| 8.1.1 最も簡単な形の電波：平面波 238 |
| 8.1.2 最も短い半波長の電波 240 |
| 8.1.3 ゴムひものような電気力線 242 |
| 8.1.4 磁力線はどうなるか 243 |
| 8.2 短い交流電流が放射する電波 245 |
| 8.2.1 電流はダイポールの集まり 245 |
| 8.2.2 正負の電荷の対が放射する電波 249 |
| 8.2.3 火花放電が放射する電波 251 |
| 8.3 電波のどこが難しいのか 253 |
| 8.3.1 電波が難しい理由1：電荷は光速で動けないから 253 |
| 8.3.2 電波が難しい理由2：電界と磁界は異なる電荷が作るから 254 |
| 8.3.3 電波が難しい理由3：基本法則が複数ある上に変位電流が出てくるから 255 |
| 8.3.4 誤りの図または異なるイメージの図の例 257 |
| 資料 263 |
| 参考文献 264 |
| 索引 265 |
| 練習問題と解答目次 |
| 第2章 問題2-1 28 |
| 問題2-2 42 |
| 問題2-3 48 |
| 問題2-4 53 |
| 第3章 問題3-1 69 |
| 問題3-2 76 |
| 問題3-3 80 |
| 問題3-4 88 |
| 第4章 問題4-1 122 |
| 問題4-2 127 |
| 第5章 問題5-1 142 |
| 問題5-2 156 |
| 第6章 問題6-1 182 |
| 問題6-2 193 |
| 問題6-3 195 |
| 第7章 問題7-1 228 |
| 第8章 問題8-1 247 |
| コラム目次 |
| 電力事業は直流か交流か 24 |
| 5針式電信機とモールス符号による通信 32 |
| 土地の広さと周波数帯域幅 54 |
| 標本化定理のやさしい説明法 78 |
| ブラックボックス 109 |
| 波形ｆ（ｔ）とスペクトルF（ω） 115 |
| 失敗に学ぶ 128 |
| 厳密解と直感的な近似解 203 |
| 電波のまとめ 261 |
