How big is Golflengte FM-radio?

FM-radiozenders zenden uit op radiogolven die ongeveer 3 meter lang zijn. Die lengte is de golflengte: de afstand van de ene top van de golf tot de volgende. FM staat voor frequentiemodulatie, de methode waarmee deze golven geluid overbrengen.

Golflengte

Radiogolven zijn elektromagnetische golven, dezelfde soort golf als licht, en radiozenders maken ze met elektrische stromen in draden en schakelingen. De frequentie van een golf is het aantal golftoppen dat elke seconde langs een punt komt, geteld in hertz. Alle radiogolven bewegen met de lichtsnelheid, ongeveer 300.000 kilometer per seconde, dus de lengte van een golf is die snelheid gedeeld door de frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe korter de golf.

In de Verenigde Staten hebben federale regels 88–108 megahertz gereserveerd voor FM-uitzendingen, verdeeld in 100 kanalen. Eén megahertz is een miljoen golftoppen per seconde. De Internationale Telecommunicatie-unie (ITU), die het radiogebruik wereldwijd coördineert, hanteert voor verschillende delen van de wereld iets andere grenzen: de FM-band begint bij 87, 87,5 of 88 megahertz en eindigt bij 108 megahertz.

Die frequenties geven golflengtes van 2,78–3,45 meter, en een zender op 100 megahertz zendt golven van 3,00 meter lang uit. De ITU noemt alle frequenties van 30 tot 300 megahertz, met golflengtes van 1–10 meter, “metergolven”, of zeer hoge frequentie (VHF). FM-radio valt binnen deze band, en sommige televisiekanalen ook.

Groottevergelijkingen

Een FM-golf van 3 meter is ongeveer 1,8 keer zo lang als een persoon van 1,7 meter lang.
Een zender in het midden van de band, op 98 megahertz, zendt golven van 3,06 meter lang uit. Dat komt bijna precies overeen met de hoogte van de ring van een basket bij basketbal: 3,05 meter boven de vloer.
AM-radiogolven in de Verenigde Staten zijn 176–560 meter lang, ongeveer 60–190 keer zo lang als FM-golven.
Een FM-golf is ongeveer 300 keer zo lang als de microgolf van 1 centimeter in de verkenner.

Hoe FM geluid overbrengt

Een radiozender zendt een draaggolf uit met een eigen frequentie, zoals 105,1 megahertz. Om geluid over te brengen verandert de zender die golf. Bij AM, kort voor amplitudemodulatie, verandert het geluid de sterkte van de golf. Bij FM verschuift het geluid de frequentie van de golf omhoog en omlaag, terwijl de sterkte gelijk blijft.

De verschuivingen zijn klein. In de Verenigde Staten en West-Europa kan de frequentie hooguit 75 kilohertz verschuiven, oftewel 75.000 golftoppen per seconde, naar boven of naar beneden. Een ontvanger die op de zender is afgestemd, zet die verschuivingen weer om in geluid.

FM heeft minder last van storing dan AM. Elektrische ruis wordt opgeteld bij de sterkte van een golf, niet bij de frequentie. Een AM-ontvanger hoort die ruis als deel van het geluid, maar een FM-ontvanger kan veranderingen in sterkte negeren en alleen letten op veranderingen in frequentie.

Antennes en bereik

De efficiëntste lengte voor een rechte antenne is de helft van de golflengte. Voor FM-golven van 3 meter is dat ongeveer 1,5 meter. AM-golven zijn honderden meters lang, dus om ze goed uit te zenden zijn zeer grote antennes nodig.

De golflengte heeft ook invloed op waar een signaal kan komen. Lange AM-golven kunnen over en om grote obstakels heen buigen, zoals gebouwen en heuvels. FM-signalen worden het best ontvangen langs een vrije zichtlijn, daarom worden FM-antennes hoog geplaatst, vaak op zeer hoge torens.