伝搬損失とは？初心者にもわかる伝播の仕組みと対策を徹底解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

伝搬損失とは何か

伝搬損失とは、信号が伝わる途中で弱くなる現象の総称です。電波や光など、様々な波が空間や媒質を伝わるときに起き、距離が長くなるほど影響が大きくなることが多いです。身の回りの通信機器やネットワーク設計にも深く関わる基本的な概念です。

伝搬損失が起こる基本的な理由

波は伝わる媒質の性質や周波数、環境の影響を受けてエネルギーの一部を失います。具体的には距離の長さ、周波数の高さ、媒体の損耗、雑音や反射などが要因です。これらが組み合わさると、受信側で受ける信号は元の強さより小さくなります。

伝搬損失が現れる場面

無線通信では、屋内のWi-Fiや屋外の基地局、衛星通信などで伝搬損失が生じます。光ファイバーでは光が繊維の中を伝わる距離が長いほど減衰が大きくなります。波形が変形したり、データの誤りが増えたりすることを防ぐには、設計時に伝搬損失を考慮することが重要です。

原因と対策の基本

伝搬損失を減らす基本的な考え方は、適切な媒質の選択、伝送経路の最適化、周波数選択の工夫、必要に応じて増幅や中継点の設置を行うことです。以下の表は要因別の対策をまとめたもの。

<th>要因

影響の特徴	対策の例
距離	長くなると信号のエネルギーが失われやすい	中継点の追加、増幅器の配置
周波数	高い周波数ほど伝搬損失が大きくなることが多い	適切な運用帯域の選択、帯域拡張の工夫
媒体	媒体の材質や構造が損耗に影響	低損耗媒体の選択、コーティングや適切な設計

実生活での注意点と測定のコツ

機器を設計・設置する際には、信号対雑音比、受信感度、パス損失のような指標を意識します。実測値を取るときは、距離を変えながら受信電力を記録し、媒体や環境条件を揃えると、伝搬損失の傾向が見えてきます。

まとめとポイント

伝搬損失は波が伝わるときの“減衰”の総称で、距離・周波数・媒体などが原因です。測定と設計の工夫で、伝搬損失を抑えることが可能です。初心者は、まず自分の場面でどの要因が影響しているかを考え、適切な媒質・周波数・経路を選ぶことから始めましょう。

伝搬損失の同意語

減衰: 伝搬中に信号強度が距離や媒体の影響で弱くなる現象を指します。最も一般的な同義語です。
伝搬減衰: 伝搬過程で生じる信号の減少。伝搬自体の減衰を強調する用語です。
伝送損失: 伝送経路（ケーブル・光ファイバー・空間など）を介して信号強度が失われること。
距離減衰: 信号が伝わる距離が長くなるほど弱まる現象。無線通信などで特に使われます。
信号減衰: 信号の強度が低下することを指す、日常的にも用いられる表現です。
パワー減衰: 伝搬により到達する電力が減少する現象。実務ではよく使われる表現です。
吸収損失: 媒質によって信号エネルギーが吸収されて失われる損失。特に光学・無線の媒質で生じます。
減衰量: 伝搬で失われる信号の「量」を指す表現。減衰の定量的指標として使われます。
減衰係数: 媒質中での減衰の速さを示す指標。距離あたりの減衰を表すことが多いです。

伝搬損失の対義語・反対語

伝搬利得: 伝搬中に信号が増幅されることを指す。伝搬損失の対義語として使われ、減衰ではなく利得が生じる状態を表します。
伝搬ゲイン: 伝搬過程での信号の増幅量。伝搬損失の対となる概念で、信号が強くなるときに使われる表現です。
伝搬増幅: 伝搬中に信号が増幅される現象。損失の反対の性質を示す表現です。
伝送利得: 伝送全体で得られる利得。伝搬による減衰を打ち消す、あるいは上回る場合に使われます。
信号利得: 信号が増幅される程度を表す総称。伝搬損失の対義語として使われることがあります。
ゲイン: 一般的に信号の増幅量を指す語。伝搬損失の対義語として用いられることがあります。

伝搬損失の共起語

減衰: 伝搬中に信号の強さが低下する現象。距離や材料、周波数によって発生する。
減衰係数: 単位長さあたりの減衰の度合いを表す指標。代表例は α（dB/km）やNp/m。
伝搬定数: 波が伝わる際の複素数の量。実部が減衰、虚部が位相変化を表す γ=α+jβ。
距離: 伝搬した距離。長さが長いほど総合的な伝搬損失が大きくなる要因。
周波数: 周波数が高くなると一部の媒体で損失が増える傾向がある要因。
波長: 波の長さ。周波数と波長の関係で伝搬損失の特徴が変わる。
伝搬速度: 信号が媒質中を伝わる速さ。媒体固有の値。
伝送路: 信号を伝える経路（例：同軸ケーブル、ツイストペア、光ファイバなど）。
インピーダンス整合: 機器間のインピーダンスを揃えて反射を減らす設計の工夫。
反射損失: インピーダンス不整合により生じる信号の反射による損失。
反射係数: 反射の大きさを表す係数。S11などの指標で表される。
Sパラメータ: 高周波伝送の特性を表す指標群。S11は反射、S21は伝送を表す。
ケーブルロス: ケーブルを伝搬する際の追加損失。長さや品質で変化。
光ファイバ伝搬損失: 光信号が光ファイバを伝わる時の損失（dB/km等）。
コネクタ損失: コネクタ部で生じる追加の伝搬損失。
結線損失: 接続部で発生する伝搬損失の総称。
スプライス損失: 光ファイバの継ぎ目で生じる伝搬損失。
リンク予算: 送信出力、受信感度、伝搬損失を総合的に評価する設計指標。
信号対ノイズ比: 伝搬後の信号品質を示す指標。伝搬損失がSNRに影響を与える。
温度依存性: 温度変化により材料の損失特性が変化する現象。
分散: 信号の波形が時間軸方向に広がる現象。伝搬損失と同様に伝搬特性に影響を与えることがある。

伝搬損失の関連用語

伝搬損失: 信号が伝搬する過程で生じる強度の減衰の総称。距離・周波数・環境・障害物の影響を受け、通常はdBで表現します。
パスロス: 伝搬路を通じて信号が失われる量の別称。距離減衰や環境要因を含む減衰の総称で、一般にdBで表します。
距離減衰: 距離の増加に伴い信号強度が低下する現象。パスロスの基本的要素の1つで、式やモデルで表されます。
自由空間伝搬損失: 障害物がなく直線伝搬する理想的な場合のパスロス。FSPLとも呼ばれ、dとfに依存します。式の例として FSPL(dB) = 20 log10(d) + 20 log10(f) + 32.44（d: km, f: MHz）などが用いられます。
対数距離伝搬モデル: 距離の対数に比例してパスロスが増える近似モデル。PL(d) = PL(d0) + 10 n log10(d/d0) の形で表現され、nは環境依存の減衰指数です。
室内伝搬: 室内空間で起こる伝搬。壁・天井・家具の反射・散乱・吸収が複雑で、マルチパスが顕著になります。
マルチパス伝搬: 信号が壁や物体で反射・散乱して複数の経路を通って到達する現象。フェージングの主因となります。
反射: 物体の表面で信号が跳ね返る現象。新しい伝搬経路を作り、総合的な損失とフェージングに寄与します。
屈折: 媒介物の境界を越えると伝搬方向が変わる現象。伝搬速度の変化も伴います。
散乱: 小さな物体に信号が当たって周囲に広がる現象。特に複雑な環境で重要です。
吸収: 材料が信号エネルギーを熱として吸収することで減衰します。周波数依存性があることが多いです。
フェージング: 信号強度が時間・場所で揺らぐ現象。マルチパスと動的要因が原因です。
周波数依存性: 伝搬損失は周波数に影響を受け、通常高周波ほど減衰が大きくなる傾向があります。
アンテナゲイン/方向性: 送受信アンテナの方向性と利得が伝搬特性に影響します。高いゲインは到達距離を伸ばす効果があります。
ITU-R伝搬モデル: ITU-Rが提案する伝搬モデル群。都市部・室内・野外など用途別にパスロスを予測する枠組みです。
自由空間距離係数/パスロス指数: 対数距離伝搬モデルで使われる、環境に応じた減衰の強さを表す指数。