How big is Довжина хвилі FM-радіо?

FM-радіостанції мовлять на радіохвилях завдовжки близько 3 метрів. Це довжина хвилі: відстань від одного гребеня хвилі до наступного. FM розшифровується як frequency modulation, тобто частотна модуляція — спосіб, яким ці хвилі переносять звук.

Довжина хвилі

Радіохвилі — це електромагнітні хвилі, хвилі того самого виду, що й світло, а радіостанції створюють їх за допомогою електричних струмів у дротах і схемах. Частота хвилі — це кількість гребенів, що проходять повз точку за секунду; її вимірюють у герцах. Усі радіохвилі поширюються зі швидкістю світла, близько 300 000 кілометрів за секунду, тож довжина хвилі дорівнює цій швидкості, поділеній на частоту. Що вища частота, то коротша хвиля.

У Сполучених Штатах федеральні правила виділяють для FM-мовлення діапазон 88–108 мегагерців, поділений на 100 каналів. Один мегагерц — це мільйон гребенів за секунду. Міжнародний союз електрозв’язку (МСЕ), що координує використання радіочастот у світі, подає трохи інші межі для різних частин світу: діапазон FM починається з 87, 87,5 або 88 мегагерців і закінчується на 108 мегагерцах.

Ці частоти відповідають довжинам хвиль 2,78–3,45 метра, а станція на частоті 100 мегагерців випромінює хвилі завдовжки 3,00 метра. МСЕ називає всі частоти від 30 до 300 мегагерців, яким відповідають довжини хвиль 1–10 метрів, «метровими хвилями», або дуже високими частотами (VHF). FM-радіо потрапляє в цей діапазон, як і деякі телевізійні канали.

Порівняння розмірів

Хвиля FM завдовжки 3 метри приблизно в 1,8 раза перевищує зріст людини заввишки 1,7 метра.
Станція посередині діапазону, на частоті 98 мегагерців, випромінює хвилі завдовжки 3,06 метра. Це майже точно дорівнює висоті баскетбольного кільця, розташованого на 3,05 метра над підлогою.
Радіохвилі AM у Сполучених Штатах мають довжину 176–560 метрів, тобто вони приблизно в 60–190 разів довші за хвилі FM.
Хвиля FM приблизно в 300 разів довша за мікрохвилю завдовжки 1 сантиметр, показану на цьому сайті.

Як FM переносить звук

Радіостанція випромінює несівну хвилю на власній частоті, наприклад 105,1 мегагерца. Щоб передати звук, станція змінює цю хвилю. В AM, скороченні від amplitude modulation, тобто амплітудної модуляції, звук змінює силу хвилі. У FM звук зсуває частоту хвилі вгору й униз, а її сила залишається незмінною.

Ці зсуви невеликі. У Сполучених Штатах і Західній Європі частота може відхилятися щонайбільше на 75 кілогерців, тобто на 75 000 гребенів за секунду, в обидва боки. Приймач, налаштований на станцію, перетворює ці зсуви назад на звук.

FM менше потерпає від статичних завад, ніж AM. Електричний шум додається до сили хвилі, а не до її частоти. Приймач AM сприймає цей шум як частину звуку, а приймач FM може ігнорувати зміни сили й стежити лише за змінами частоти.

Антени й дальність

Найефективніша довжина прямої антени — половина довжини хвилі. Для FM-хвиль завдовжки 3 метри це близько 1,5 метра. Хвилі AM мають довжину сотні метрів, тож для якісного мовлення на таких хвилях потрібні дуже великі антени.

Довжина хвилі також впливає на те, куди може дійти сигнал. Довгі хвилі AM можуть огинати великі перешкоди, як-от будівлі й пагорби. Сигнали FM найкраще приймаються за відкритої прямої видимості, тож антени FM розміщують високо, часто на дуже високих вежах.