How big is FM-raadiolaine lainepikkus?

FM-raadiojaamad edastavad umbes 3 meetri pikkustel raadiolainetel. See pikkus on laine lainepikkus: kaugus laine ühest harjast järgmiseni. FM tähistab sagedusmodulatsiooni (inglise keeles frequency modulation), meetodit, mida need lained heli kandmiseks kasutavad.

Lainepikkus

Raadiolained on elektromagnetlained, samasugused nagu valgus, ja raadiojaamad tekitavad neid juhtmetes ja vooluringides liikuvate elektrivooludega. Laine sagedus on harjade arv, mis läheb igas sekundis punktist mööda, ja seda mõõdetakse hertsides. Kõik raadiolained liiguvad valguse kiirusega, umbes 300 000 kilomeetrit sekundis, nii et laine pikkus on see kiirus jagatud sagedusega. Mida kõrgem on sagedus, seda lühem on laine.

Ameerika Ühendriikides on föderaalsete eeskirjadega FM-ringhäälinguks eraldatud 88–108 megahertsi, mis on jagatud 100 kanaliks. Üks megaherts on miljon harja sekundis. Rahvusvaheline Telekommunikatsiooniliit (ITU), mis kooskõlastab raadiosageduste kasutamist kogu maailmas, annab maailma eri osade jaoks veidi erinevad piirid: FM-riba algab 87, 87,5 või 88 megahertsist ja lõpeb 108 megahertsiga.

Nendele sagedustele vastavad lainepikkused 2,78–3,45 meetrit ja 100 megahertsil töötav jaam saadab välja 3,00 meetri pikkuseid laineid. ITU nimetab kõiki sagedusi vahemikus 30–300 megahertsi, lainepikkustega 1–10 meetrit, „meeterlaineteks“ ehk ülikõrgeks sageduseks (VHF, very high frequency). FM-raadio jääb sellesse ribasse, nagu ka mõned telekanalid.

Suuruste võrdlused

3 meetri pikkune FM-laine on umbes 1,8 korda nii pikk kui 1,7 meetri pikkune inimene.
Riba keskel, 98 megahertsil töötav jaam saadab välja 3,06 meetri pikkuseid laineid. See on peaaegu täpselt korvpalli korvi rõnga kõrgus, mis on põrandast 3,05 meetrit.
AM-raadiolained on Ameerika Ühendriikides 176–560 meetri pikkused, umbes 60–190 korda pikemad kui FM-lained.
FM-laine on umbes 300 korda pikem kui sellel saidil näidatud 1 sentimeetri pikkune mikrolaine.

Kuidas FM heli kannab

Raadiojaam saadab välja kandelaine oma sagedusel, näiteks 105,1 megahertsil. Heli kandmiseks muudab jaam seda lainet. AM-i puhul, mis on lühend sõnadest amplituudmodulatsioon (inglise keeles amplitude modulation), muudab heli laine tugevust. FM-i puhul nihutab heli laine sagedust üles ja alla, samal ajal kui tugevus jääb samaks.

Nihked on väikesed. Ameerika Ühendriikides ja Lääne-Euroopas võib sagedus kummalegi poole nihkuda kõige rohkem 75 kilohertsi ehk 75 000 harja sekundis. Jaamale häälestatud vastuvõtja muudab need nihked tagasi heliks.

FM-i häirib pragin vähem kui AM-i. Elektriline müra lisandub laine tugevusele, mitte sagedusele. AM-vastuvõtja kuuleb seda müra heli osana, kuid FM-vastuvõtja võib tugevuse muutused ignoreerida ja jälgida ainult sageduse muutusi.

Antennid ja ulatus

Sirge antenni kõige tõhusam pikkus on pool lainepikkust. 3 meetri pikkuste FM-lainete puhul on see umbes 1,5 meetrit. AM-lained on sadade meetrite pikkused, mistõttu nende hästi edastamiseks on vaja väga suuri antenne.

Lainepikkus mõjutab ka seda, kuhu signaal ulatub. Pikad AM-lained suudavad painduda üle suurte takistuste ja nende ümber, näiteks hoonete ja küngaste. FM-signaali võetakse kõige paremini vastu vaba otsenähtavuse korral, mistõttu FM-antennid paigutatakse kõrgele, sageli väga kõrgetele mastidele.