周波数換算 計算ツール｜Hz⇔kHz⇔MHz⇔GHz⇔THz、電波帯・電源・楽音まで即算
周波数(振動数)の単位を、Hz・kHz・MHz・GHz・THz間で相互換算。日常でよく登場する電源周波数(50/60Hz)、可聴音域(20Hz-20kHz)、AMラジオ(526.5-1606.5kHz)、FMラジオ(76-108MHz)、Wi-Fi(2.4/5/6GHz)、5G/4G、電子レンジ(2.45GHz)まで一気通貫で扱えます。電波法・電波の型式・ITU-R周波数割当・SI単位系に基づく係数と、代表的な周波数帯・用途・法制度を体系的に整理しました。
周波数 換算計算機
換算式と単位系
SI接頭語による相互変換
1 kHz = 10³ Hz 1 MHz = 10⁶ Hz 1 GHz = 10⁹ Hz 1 THz = 10¹² Hz
周波数の単位Hz(ヘルツ)は、1秒あたりの振動回数を意味するSI単位です(1888年のドイツの物理学者ハインリヒ・ヘルツに由来)。SI接頭語(k=キロ・M=メガ・G=ギガ・T=テラ)による10進倍数で拡張し、電子レンジのマイクロ波(2.45GHz)から地震波(0.1〜10Hz)まで幅広い現象を扱えます。
周期(T)との関係
周期 T [s] = 1 ÷ 周波数 f [Hz]
周波数と周期は逆数関係にあります。50Hzの交流電源では周期20ms(=1/50s)。100MHzのFM電波では10ns(=10⁻⁸s)。オシロスコープでは周期を測って周波数を計算するため、両者の関係は電気・通信の基礎です。
角周波数(ω)との関係
角周波数 ω [rad/s] = 2π × f [Hz]
電気回路の交流計算や機械振動では、rad/s(ラジアン毎秒)で表す角周波数ωを使うのが標準です。50Hz電源のω = 2π×50 ≒ 314 rad/s、60Hz電源のω = 2π×60 ≒ 377 rad/sとなります。
Hz⇔kHz⇔MHz⇔GHz 早見表
| Hz | kHz | MHz | GHz | 用途例 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.001 | 10⁻⁶ | 10⁻⁹ | SI基準振動 |
| 50 | 0.05 | — | — | 日本東日本の電源 |
| 60 | 0.06 | — | — | 日本西日本・米国の電源 |
| 440 | 0.44 | — | — | 音楽の基準ピッチA4 |
| 20,000 | 20 | 0.02 | — | 可聴上限 |
| 1,000,000 | 1,000 | 1 | 0.001 | AMラジオ中波 |
| 100,000,000 | 100,000 | 100 | 0.1 | FMラジオ |
| 2,400,000,000 | 2,400,000 | 2,400 | 2.4 | Wi-Fi・電子レンジ |
| 5,000,000,000 | 5,000,000 | 5,000 | 5 | Wi-Fi 5GHz帯 |
| 28,000,000,000 | 28,000,000 | 28,000 | 28 | 5G(ミリ波) |
電波帯の周波数割当(ITU-R Recommendation V.431)
国際電気通信連合(ITU)は電波を9つの周波数帯に分類し、各帯域に業務・用途を割り当てています。日本国内では総務省が電波法に基づき詳細な割り当てを管理しています。
| 帯域名 | 周波数 | 波長 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| ELF(極超長波) | 3-30 Hz | 10,000-100,000 km | 潜水艦通信 |
| SLF(超長波) | 30-300 Hz | 1,000-10,000 km | — |
| ULF | 300-3,000 Hz | 100-1,000 km | 地中・海中通信 |
| VLF(超長波) | 3-30 kHz | 10-100 km | 時報・航法 |
| LF(長波) | 30-300 kHz | 1-10 km | 電波時計(40/60 kHz) |
| MF(中波) | 300-3,000 kHz | 100 m-1 km | AMラジオ(526.5-1606.5 kHz) |
| HF(短波) | 3-30 MHz | 10-100 m | 短波ラジオ・アマチュア無線 |
| VHF(超短波) | 30-300 MHz | 1-10 m | FMラジオ・地デジUHF未満 |
| UHF(極超短波) | 300 MHz-3 GHz | 10 cm-1 m | 地デジTV・携帯4G・Wi-Fi 2.4GHz |
| SHF(センチ波) | 3-30 GHz | 1-10 cm | 衛星通信・Wi-Fi 5GHz・5G Sub6 |
| EHF(ミリ波) | 30-300 GHz | 1-10 mm | 5G ミリ波・自動運転レーダー |
| THF(サブミリ波) | 300 GHz-3 THz | 0.1-1 mm | 研究・分光 |
身近な周波数早見表
| 用途 | 周波数 | 備考 |
|---|---|---|
| 電源(東日本) | 50 Hz | 富士川以東・糸魚川静岡線以東 |
| 電源(西日本) | 60 Hz | 米国・韓国も60Hz |
| 電波時計(日本東) | 40 kHz | おおたかどや山標準電波送信所 |
| 電波時計(日本西) | 60 kHz | はがね山標準電波送信所 |
| AMラジオ | 526.5-1606.5 kHz | 9 kHz間隔 |
| 短波ラジオ | 3-30 MHz | 国際放送 |
| FMラジオ | 76-95 MHz(日本) | ワイドFM含む |
| 地上デジタルTV | 470-710 MHz | UHF帯 13-52ch |
| 4G LTE | 700-2,700 MHz | プラチナバンド〜3.5GHz |
| Wi-Fi 2.4 GHz帯 | 2.4 GHz | IEEE 802.11b/g/n/ax |
| 電子レンジ | 2.45 GHz | 水分子共振 |
| Bluetooth | 2.4-2.4835 GHz | ISM帯共用 |
| Wi-Fi 5 GHz帯 | 5.15-5.85 GHz | IEEE 802.11a/n/ac/ax |
| Wi-Fi 6E/7(6 GHz帯) | 5.925-7.125 GHz | 2022年国内認可 |
| GPS L1 | 1.5754 GHz | 民生用GPS衛星信号 |
| 5G Sub-6 | 3.7・4.5 GHz | NTT・KDDI・SB・楽天 |
| 5G ミリ波 | 28 GHz | 高速通信 |
| ETC | 5.8 GHz | DSRC狭域通信 |
| 自動車ミリ波レーダー | 76-81 GHz | ADAS・自動運転 |
音の周波数(楽音・可聴域)
可聴音は概ね20Hz-20,000Hz(20kHz)。加齢とともに高音域が聞こえにくくなり、40歳を過ぎると15kHz以上が難しくなります。
| 音の種類 | 周波数 | 備考 |
|---|---|---|
| 可聴下限 | 20 Hz | これ以下は超低周波(空気感) |
| 低音(バスドラム) | 50-200 Hz | ライブ音圧の中心 |
| C4(ピアノ中央ド) | 261.63 Hz | 楽譜の基準 |
| A4(基準ピッチ) | 440.00 Hz | ISO 16「1975標準」 |
| 人の話声 | 85-255 Hz(基本) | 倍音は数kHz |
| C5(高音のド) | 523.25 Hz | ソプラノ域 |
| C8(ピアノ最高音) | 4,186.01 Hz | — |
| 電話帯域 | 300-3,400 Hz | ITU-T G.711 |
| 可聴上限(若年) | 20,000 Hz | 加齢で低下 |
| 超音波(医療) | 1-20 MHz | エコー診断 |
| コウモリのエコロケーション | 20-100 kHz | — |
周波数と波長の関係
波長 λ [m] = 光速 c [m/s] ÷ 周波数 f [Hz] (電波・光の場合)
電磁波(電波・光)の場合、光速 c = 299,792,458 m/s ≒ 3×10⁸ m/s と周波数から波長が求まります。周波数が高いほど波長は短いため、5Gミリ波(28GHz)の波長は約1cm、AMラジオ(1MHz)の波長は約300mです。アンテナサイズは波長の1/4を目安に設計されます(例:2.4GHz帯Wi-Fiで約3cm)。
音波の場合
波長 λ [m] = 音速 v [m/s] ÷ 周波数 f [Hz] (音速は空気中で約340m/s、水中で約1,500m/s)
440Hzの基準ピッチ(A4)の空気中波長は約77cm、20kHzの可聴上限で約1.7cm、20Hzの下限で17mです。スピーカーのウーファーが大きく、ツイーターが小さいのはこの波長差に対応するため。
分野別の応用
⚡ 電源(50/60Hz)
日本は東日本50Hz・西日本60Hzに分かれ、糸魚川静岡構造線が境界。周波数変換所(佐久間・新信濃・東清水等)で東西融通。米国・韓国は60Hz、欧州は50Hz。モーター類は周波数で回転数が変わるため、東西で使い分けが必要な機器もあります。
📻 電波法・無線通信
電波法(総務省管轄)は周波数を法律で厳格に管理。免許不要の微弱電波・特定小電力・ISM帯(2.4/5/6GHz)以外は無線局免許が必須。違法運用は電波法第110条により1年以下の懲役または100万円以下の罰金。
📶 5G・4G・Wi-Fi
移動通信の周波数割当は総務省が10年更新で再配分。5Gは3.7GHz・4.5GHz・28GHz、4Gは700-2,700MHz、Wi-Fiは2.4/5/6GHz帯を使用。高周波ほど高速だが伝搬距離が短く、屋外基地局の設置密度が変わります。
🎵 音楽・音響
ISO 16(1975年)により基準ピッチをA4=440Hzに統一。オーケストラでは442-444Hzが好まれ、バロック演奏では415Hz。イコライザは可聴域を数バンドに分けて音質調整。サンプリング周波数はCD44.1kHz、ハイレゾ96/192kHz。
📱 GPS・衛星測位
GPS L1(1.5754GHz)・L2(1.2276GHz)・L5(1.1765GHz)の3周波、みちびきQZSS(日本)、Galileo(EU)、GLONASS(露)、北斗(中)が同じ帯域を分担。マルチGNSS対応スマホは高精度測位が可能。
🩺 医療用超音波
腹部エコー(3.5-5MHz)、循環器(2-3.5MHz)、乳腺(7.5-15MHz)、眼科(15-40MHz)、皮膚(20-50MHz)、血流ドプラ(2-10MHz)。周波数が高いほど分解能高・浸達深浅。安全性はFDA/PMDA基準で管理。
よくある間違い・注意点
- MHzとMB(メガバイト)を混同 — MHzは周波数、MB(またはMbps)はデータ量・通信速度。「100MHzのWi-Fi」ではなく「100Mbps」が正しい表現です。
- 電源周波数の東西違いを無視 — 東日本(50Hz)と西日本(60Hz)で、モーター類・冷蔵庫・電子レンジの回転数や加熱時間が変わることがあります。ヘルツフリー表示のない古い家電は要注意。
- Wi-Fi 2.4GHzと5GHzの特性差を知らない — 2.4GHzは飛距離長く障害物に強いが電子レンジ・Bluetoothと干渉。5GHzは高速だが飛距離短い。壁の多い家では2.4GHz+5GHzの併用が定石。
- 電波法違反の輸入無線機使用 — 海外Wi-Fi機器・トランシーバーは日本の電波法に適合(技適マーク)しないと違法。個人使用でも罰則対象です。
- アンテナ長を周波数無視で決める — 効率のよいアンテナ長は波長の1/2または1/4。周波数から波長を計算し、それに応じてアンテナサイズを決めます。
- 音の周波数と音圧(dB)を混同 — 周波数は音の高さ(高低)、音圧は音の大きさ(音量)。両者は別次元の指標です。
- 単位表記の大文字/小文字を無視 — Hz(ヘルツ)は必ず大文字始まり。周波数SI接頭語もkは小文字、M・G・Tは大文字が国際規則(SI Brochure)です。
関連する規格・法令
- 電波法(日本) ― 総務省管轄。電波の使用ルール・無線局免許・技適マーク(技術基準適合証明)を規定。違反時は罰則あり。
- 電波法施行規則・無線設備規則 ― 型式指定・技術基準の詳細規則。
- ITU-R無線通信規則(RR) ― 国際電気通信連合の無線通信規則。世界の周波数割当の基本文書。
- ITU-R V.431 ― 電波帯の周波数バンド区分(ELF/VLF/LF/…/EHF)を規定。
- SI Brochure(第9版・BIPM) ― 国際単位系におけるHz(ヘルツ)の定義と使用法。
- JIS Z 8000-3 ― 量および単位―第3部：空間及び時間。時間の逆数として周波数を規定。
- ISO 16 ― 標準ピッチ(A4=440Hz)の国際規格。
- ITU-T G.711 ― 電話音声の符号化と帯域(300-3,400Hz)を規定。
- IEEE 802.11 ― Wi-Fi(無線LAN)の物理層仕様。2.4/5/6GHz帯の使用ルール。
- IEC 60050 ― 電気用語国際規格。周波数関連の用語定義。
参考文献・公的資料
周波数の正確な使用ルール・法定情報は、以下の公的機関を参照してください。
- 総務省 電波利用ホームページ 周波数割当 ― 日本の周波数割当計画の公式資料。周波数帯ごとの無線局種別・用途を確認できます。
- ITU-R(国際電気通信連合 無線通信部門) ― 世界の電波規則・周波数割当の公式情報。無線通信規則(Radio Regulations)を策定。
- BIPM(国際度量衡局) SI Brochure ― 国際単位系(SI)の公式定義。Hz・SI接頭語(k・M・G・T)の使用規則。
- 産業技術総合研究所 計量標準総合センター(NMIJ) ― 日本の国家標準周波数・時間の管理機関。
- 情報通信研究機構(NICT) 日本標準時グループ ― 電波時計の標準電波(40/60kHz)を送信。JJY送信所の運用情報。
- 日本産業標準調査会(JISC) ― JIS Z 8000シリーズ(SI単位系)の公式索引。
- ISO 16:1975 Acoustics(標準ピッチ) ― A4=440Hz基準ピッチの公式規格。
- 東京電力パワーグリッド 電力の基礎 ― 東日本50Hz電力の解説と系統情報。
- IEC(国際電気標準会議) ― IEC 60050(電気用語)等の国際標準を策定。
- みちびき(準天頂衛星システム) ― 日本のGNSS衛星測位システム。周波数割当・信号仕様の公式情報。
よくある質問（FAQ）
Hz(ヘルツ)とは何を表す単位？
1秒間あたりの振動回数を表すSI単位です。100Hzは1秒間に100回振動することを意味します。19世紀のドイツの物理学者ハインリヒ・ヘルツが電磁波の存在を実証したことから、1930年のIEC総会で正式単位として承認されました。振動・周波数・電磁波・音波のあらゆる周期現象を表現できます。
日本の電源は50Hzと60Hzで何が違う？
東日本は50Hz、西日本は60Hzで、糸魚川静岡構造線を境界とします。歴史的にはドイツ製(50Hz)と米国製(60Hz)発電機を輸入したことに起因。周波数変換所(佐久間・新信濃・東清水など)で東西電力を融通します。モーター類は周波数で回転数が変わるため、古い家電では東西で仕様が異なる場合があります。ヘルツフリー(50/60Hz両対応)機器なら気にしなくて構いません。
Wi-Fi 2.4GHz帯と5GHz帯の違いは？
2.4GHz帯は障害物に強く飛距離が長い一方、電子レンジ・Bluetoothと同帯域で干渉しやすい。5GHz帯は高速・低干渉ですが飛距離が短く壁で減衰します。近年は6GHz帯(Wi-Fi 6E/7)も国内認可され、より広帯域・高速通信が可能。一般的には、家中に届かせるなら2.4GHz、リビング中心の高速通信なら5GHz、混雑地なら6GHzという使い分けが有効です。
電子レンジが2.45GHzなのはなぜ？
水分子の回転運動(共振)を励起して食品を加熱するためです。ISM帯(産業科学医療用)の免許不要周波数として国際協定(ITU-R)で定められ、Wi-Fi・Bluetoothも同帯域を共用しています。実際の水分子の共振ピークは22GHz付近ですが、浸透性・機器コストの観点で2.45GHzが実用最適とされます。
可聴周波数の範囲は？
健常な若年成人で概ね20Hz-20,000Hz(20kHz)。20Hz以下は超低周波(空気感)、20kHz以上は超音波として体では感じにくくなります。加齢とともに高音域(15kHz以上)が聞こえにくくなり、40歳頃から可聴上限が徐々に低下。10代しか聞こえない「モスキート音」(17kHz付近)を防犯用途に使う事例もあります。
5G ミリ波(28GHz)と Sub-6(3.7GHz)の違いは？
ミリ波は最大10Gbps級の超高速通信が可能ですが、伝搬距離が短く(数十m)、壁で減衰します。基地局を密に配置する必要があり、コスト高。Sub-6は速度は遅め(1-2Gbps)ですが飛距離が長く、屋外広域カバーに向きます。国内5G展開は現在Sub-6中心で、ミリ波は都市部・スタジアム・空港等の局所配置です。
電波時計の40kHzと60kHzは何が違う？
日本標準電波JJYは、東日本(福島県おおたかどや山)から40kHz、西日本(佐賀県はがね山)から60kHzを送信。地形と時計内蔵アンテナに応じて自動選局します。関東圏でも建物の位置で60kHzのほうが受信良好な場合もあり、両対応時計が主流です。
周波数と波長の関係式は？
電磁波は波長 [m] = 光速(3×10⁸ m/s) ÷ 周波数 [Hz]。音波は波長 [m] = 音速(空気中約340 m/s) ÷ 周波数 [Hz]。周波数が高いほど波長は短くなり、アンテナ・スピーカー等のサイズ設計に反映されます。
周波数が高いほど電波は届きにくい?
基本的にはそうです。周波数が高い(=波長が短い)ほど直進性が高くなり、障害物・雨・空気吸収の影響を受けやすくなります。プラチナバンド(700-900MHz)は建物内に届きやすく、ミリ波(28GHz)は屋外の見通し内でしか有効に届きません。伝搬距離と周波数のトレードオフが通信設計の要点です。
音楽の基準ピッチが440Hzなのは？
ISO 16(1975年)で国際標準として制定。それ以前は都市・時代でピッチが違っており、バロック期は415Hz程度、19世紀に435Hz(パリ)、20世紀初頭に440Hzで統一されました。現代のオーケストラは442-444Hzが好まれる場合もあり、演奏団体で若干異なります。
技適マークとは何ですか？
電波を出す機器が日本の電波法の技術基準に適合していることを示す認証マーク(◯にRの記号)。Wi-Fiルーター、スマホ、Bluetoothイヤホン、トランシーバー等の無線機器に必要です。海外通販の技適なし機器を国内で使うと電波法違反(1年以下の懲役または100万円以下の罰金)となります。
GHzとGbpsは同じ？
いいえ、全く別の指標です。GHzは周波数(1秒あたり10⁹回の振動)、Gbpsは通信速度(1秒あたり10⁹ビットのデータ転送)。ISM帯2.4GHz Wi-Fiは周波数2.4GHzで、実効通信速度は数百Mbps程度です。CPUクロックのGHzは1秒あたり演算数の目安ですが、これも周波数であり通信速度ではありません。