3 meters!
调频(FM)广播电台使用的无线电波长约为 3 米。这个长度就是这种波的波长:相邻两个波峰之间的距离。FM 是“频率调制”(frequency modulation)的缩写,是这类电波用来传送声音的方法。
无线电波是电磁波的一种,与光是同一类波,电台通过导线和电路中的电流产生它们。波的频率是指每秒钟通过某一点的波峰数目,以赫兹为单位。所有无线电波都以光速传播,约每秒 30 万千米,因此波长等于光速除以频率。频率越高,波长就越短。
在美国,联邦法规规定 88–108 兆赫用于调频广播,划分为 100 个频道。1 兆赫等于每秒 100 万次波峰。负责协调全球无线电使用的国际电信联盟(ITU)针对世界不同地区给出的频段范围略有不同:调频频段的起点为 87、87.5 或 88 兆赫,终点均为 108 兆赫。
这些频率对应的波长为 2.78–3.45 米,频率为 100 兆赫的电台发出的电波长度为 3.00 米。国际电信联盟把 30 至 300 兆赫、波长在 1–10 米之间的所有频率称为“米波”,也叫甚高频(VHF)。调频广播就位于这个频段内,一部分电视频道也是如此。
广播电台以自己特定的频率发送载波,例如 105.1 兆赫。为了传送声音,电台会对这个波进行调制。在调幅(AM,即“幅度调制”)中,声音改变的是波的强度。在调频(FM)中,声音则使波的频率上下变化,而波的强度保持不变。
这种频率变化很小。在美国和西欧,频率朝任一方向的偏移最多为 75 千赫,也就是每秒 7.5 万次波峰。接收机调谐到该电台后,会把这些频率变化重新还原为声音。
调频受静电干扰的影响比调幅小。电气噪声会增加波的强度,而不会改变它的频率。调幅接收机会把这种噪声当作声音的一部分接收下来,而调频接收机可以忽略强度上的变化,只关注频率的变化。
直线天线最有效的长度是波长的一半。对于 3 米长的调频电波来说,这个长度约为 1.5 米。调幅电波长达数百米,因此要有效发射调幅信号,需要非常庞大的天线。
波长还会影响信号能够到达的范围。较长的调幅电波能够绕过建筑物、山丘等大型障碍物传播。调频信号则要在视线通畅的情况下才能获得最佳接收效果,因此调频天线通常架设得很高,往往安装在非常高的铁塔上。