Средняя волна - Medium wave

Типичный мачтовый радиатор коммерческой средней волны AM вещание станция, Чапел-Хилл, Северная Каролина, США
Основная статья: Средняя частота

Средняя волна (МВт) является частью средняя частота (MF) радиодиапазон используется в основном для AM радиовещание. В спектре около 120 каналов с ограниченным качеством звука. В дневное время можно принимать только местные радиостанции. Распространение в ночное время допускает сильные сигналы в радиусе около 2000 км. Это может вызвать серьезные помехи, поскольку на большинстве каналов по всему миру одновременно работают от 20 до 50 передатчиков. В дополнение к этому, амплитудная модуляция (AM) подвержен помехам со стороны всех видов электронных устройств, особенно блоков питания и компьютеров. Мощные передатчики покрывают большие площади, чем на Диапазон FM-вещания но требует больше энергии. Цифровые режимы возможны, но пока еще не достигли своего апогея.

MW был основным радиодиапазоном для вещания с начала 1920-х по 1950-е годы, пока не занял место FM с лучшим качеством звука. В Европе, цифровое радио набирает популярность и предлагает станциям AM возможность переключиться, если частота в диапазоне FM недоступна. Многие страны Европы отключили свои передатчики MW с 2010-х годов.

Это исторический термин, появившийся в начале 20 века, когда радиоспектр был разделен на основе длина волны волн в длинная волна (LW), средние волны и короткая волна (SW) радиодиапазоны.

Распределение спектра и каналов

площадькГц (центр)интервалканалы
Европа, Азия, Африка531–1,6029 кГц120
Австралия / Новая Зеландия531–1,7019 кГц131
Северная и Южная Америка530–1,70010 кГц118

Для Европы, Африки и Азии диапазон MW состоит из 120 каналов с центральные частоты от 531 до 1602 кГц с интервалом 9 кГц. Общий официальный спектр, включая модулированный звук, колеблется от 526,5 кГц до 1606,5 кГц.[1] Австралия использует расширенная полоса вверх выделено до 1701 кГц. Северная Америка использует 118 каналов от 530 до 1700 кГц.[2] используя каналы с интервалом 10 кГц. Диапазон выше 1610 кГц в основном используется только станциями малой мощности. Это предпочтительный диапазон для услуг с автоматизированной информацией о дорожном движении, погоде и туристической информации. Координация частот позволяет избежать использования соседних каналов в одной области.

Качество звука

Переход канала 9/10 кГц на MW требует ограничения полосы пропускания звука до 4,5 / 5 кГц.[3] потому что звуковой спектр передается дважды на каждом боковая полоса. Этого достаточно для разговоров и новостей, но не для музыки хорошего качества. Однако многие станции используют полосу пропускания звука до 10 кГц, что не является допустимым. Hi-Fi но достаточно для случайного прослушивания. В Великобритании большинство станций используют полосу пропускания 6,3 кГц.[4] В случае AM во многом зависит от частотных фильтров каждого приемника, как воспроизводится звук. Это серьезный недостаток по сравнению с FM и цифровыми режимами, в которых демодулированный звук более объективен. Расширенная полоса пропускания звука вызывает помехи на соседних каналах.

Характеристики распространения

Длины волн в этом диапазоне достаточно велики, чтобы радиоволны не блокировались зданиями и холмами и могли распространяться за горизонт вслед за кривизной Земли; это называется грунтовая волна. Практический прием наземных волн сильными передатчиками обычно простирается до 200–300 миль, с большими расстояниями по местности и более высоким проводимость грунта, и наибольшие расстояния над соленой водой. Земляная волна распространяется дальше на более низких частотах средних волн.

Средние волны также могут отражаться от слоев заряженных частиц в ионосфера и вернуться на Землю на гораздо большие расстояния; это называется небесная волна. Ночью, особенно в зимние месяцы и в периоды низкой солнечной активности, нижняя ионосферная Слой D практически исчезает. Когда это происходит, СВЧ-радиоволны могут легко приниматься за много сотен или даже тысяч миль, поскольку сигнал будет отражен более высоким F слой. Это может позволить вещание на очень большие расстояния, но также может создавать помехи для удаленных местных станций. Из-за ограниченного количества доступных каналов в диапазоне MW вещания одни и те же частоты перераспределяются между различными станциями вещания, расположенными на расстоянии нескольких сотен миль друг от друга. В ночи с хорошим распространением небесной волны сигналы ионосферной волны от удаленной станции могут мешать сигналам местных станций на той же частоте. В Северной Америке Североамериканское региональное соглашение о вещании (NARBA) выделяет определенные каналы для использования в ночное время в расширенных зонах обслуживания через Skywave несколькими специально лицензированными радиовещательными станциями AM. Эти каналы называются очистить каналы, и они должны работать на более высоких мощностях от 10 до 50 кВт.

Использование в Америке

Смотрите также: Североамериканское региональное соглашение о вещании

Первоначально вещание в Соединенных Штатах было ограничено двумя длинами волн: "развлечения" транслировались на 360 метров (833 кГц), со станциями требовалось переключаться на 485 метров (619 кГц) при передаче прогнозов погоды, отчетов о ценах на урожай и других правительственных отчетов. .[5] Это устройство имело множество практических трудностей. Ранние передатчики были технически грубыми, и их практически невозможно было точно настроить на предполагаемую частоту, и если (как часто случалось) две (или более) станции в одной и той же части страны транслировали одновременно, возникающие помехи означали, что обычно ни одна из них не могла быть четко слышна. Министерство торговли редко вмешивалось в такие дела, но оставило на усмотрение станций заключать между собой добровольные соглашения о разделении времени. Добавление третьей «развлекательной» длины волны, 400 метров,[5] мало что помогло решить эту перенаселенность.

В 1923 г. Департамент торговли осознал, что по мере того, как все больше и больше станций подают заявки на коммерческие лицензии, было непрактично вести вещание каждой станции на одних и тех же трех длинах волн. 15 мая 1923 г. - министр торговли Герберт Гувер объявил о новом частотном плане, в котором выделена 81 частота с шагом 10 кГц, от 550 кГц до 1350 кГц (расширена до 1500, затем 1600 и, наконец, 1700 кГц в последующие годы). Каждой станции будет назначена одна частота (хотя обычно она используется совместно со станциями в других частях страны и / или за рубежом), и ей больше не нужно будет вещать. Погода и правительственные отчеты с другой периодичностью, чем развлечения. Станции классов A и B были разделены на поддиапазоны.[6]

В США и Канаде максимальная мощность передатчика ограничена до 50 киловатт, а в Европа есть средневолновые станции с мощностью передатчиков до 2 мегаватт днем.[7]

Большинство Соединенных Штатов AM радио станции требуются Федеральная комиссия связи (FCC) для отключения, снижения мощности или использования направленной антенной решетки в ночное время, чтобы избежать взаимных помех из-за того, что только в ночное время суток на большом расстоянии небесная волна распространение (иногда называемый «пропустить»). Те станции, которые полностью отключаются ночью, часто называют «дневными». Аналогичные правила действуют для канадских станций, находящихся в ведении Промышленность Канады; однако дневные часы больше не существуют в Канаде, последняя станция подписавшись в 2013 году, после перехода на FM диапазон.

Использование в Европе

Многие страны отключили большинство своих передатчиков MW из-за сокращения затрат и низкого использования MW слушателями. Среди них Германия,[8] Франция, Россия, Польша, Швеция, страны Бенилюкса, Австрия, Швейцария и большая часть Балкан.

Крупные сети передатчиков остаются в Великобритании, Испании, Румынии и Италии. В Нидерландах и Скандинавии некоторые новые идеалистически ориентированные станции запустили услуги малой мощности на бывших частотах высокой мощности. Это также относится к бывшему первопроходцу офшоров. Радио Кэролайн у которого теперь есть лицензия на использование 648 кГц, которая использовалась Всемирная служба BBC на протяжении десятилетий. По мере того, как диапазон MW истончается, многие местные станции из оставшихся стран, а также из Северной Африки и Ближнего Востока теперь могут приниматься по всей Европе, но часто только слабые и сильные помехи.

В Европе каждой стране выделяется ряд частот, на которых может использоваться высокая мощность (до 2 МВт); максимальная мощность также подлежит международному соглашению Международный союз электросвязи (ITU).[9]

В большинстве случаев существует два предела мощности: нижний для всенаправленный и более высокий для направленный излучение с минимумом в определенных направлениях. Предел мощности также может зависеть от дневного времени, и возможно, что станция не будет работать в ночное время, потому что тогда это будет создавать слишком много помех. Другие страны могут использовать только маломощные передатчики на той же частоте, опять же по согласованию. Международное средневолновое вещание в Европе заметно сократилось с концом Холодная война и возросшая доступность спутникового и Интернет-телевидения и радио, хотя трансграничный прием радиопередач соседних стран иностранцами и другими заинтересованными слушателями все еще имеет место.

В конце 20 века перенаселенность средневолнового диапазона была серьезной проблемой в некоторых частях Европы, что способствовало раннему внедрению УКВ FM-вещание на многих станциях (особенно в Германии). Из-за высокого спроса на частоты в Европе многие страны создают одночастотные сети; в Британия, BBC Radio Five Live вещает с различных передатчиков на 693 или 909 кГц. Эти передатчики тщательно синхронизированы, чтобы минимизировать помехи от более удаленных передатчиков на той же частоте.

Использование в Азии

В Азии и на Ближнем Востоке многие передатчики большой мощности продолжают работать. Китай управляет множеством одночастотных сетей.

Стерео и цифровые передачи

Смотрите также: AM стерео
Реалистичный стерео тюнер TM-152 AM c. 1988 г.

Стерео передача возможна и предлагается некоторыми станциями в США, Канаде, Мексике, Доминиканской Республике, Парагвае, Австралии, Филиппинах, Японии, Южной Корее, Южной Африке, Италии и Франции. Однако существует несколько стандартов для AM стерео. C-QUAM является официальным стандартом в США и других странах, но приемники, реализующие эту технологию, больше не доступны для потребителей. Можно найти бывшие в употреблении ресиверы с AM Stereo. Такие названия, как «FM / AM Stereo» или «AM & FM Stereo» могут вводить в заблуждение и обычно не означают, что радио будет декодировать C-QUAM AM стерео, тогда как набор с пометкой «FM Stereo / AM Stereo» или «AMAX Stereo» "будет поддерживать стерео AM.

В сентябре 2002 г. США Федеральная комиссия связи одобрил проприетарный iBiquity внутриполосный на канале (IBOC) HD Радио система цифровое аудиовещание, который предназначен для улучшения качества звука сигналов. В Цифровое радио Mondiale (DRM), стандартизированная ETSI, поддерживает стерео и является одобренной ITU системой для использования вне помещений. Северная Америка и Территории США. Некоторые приемники HD Radio также поддерживают стерео C-QUAM AM, хотя производитель обычно не сообщает об этой функции.

Антенны

Многопроволочный Т-антенна радиостанции WBZ, Массачусетс, США, 1925. Т-образные антенны были первыми антеннами, использовавшимися для вещания на средних волнах, и до сих пор используются на более низкой мощности.

Для трансляции, мачтовые радиаторы являются наиболее распространенным типом используемых антенн, состоящих из стальной решетки. мачта с оттяжками в котором в качестве антенны используется сама конструкция мачты. Радиостанции маломощного вещания могут использовать мачты высотой 1/4 дюйма.длина волны (около 310 милливольт на метр при использовании одного киловатта на один километр) до 5/8 длины волны (225 электрических градусов; около 440 милливольт на метр при использовании одного киловатта на один километр), в то время как станции высокой мощности в основном используют длину волны от половины длины до 5/9 . Использование мачт высотой более 5/9 длины волны (200 электрических градусов; около 410 милливольт на метр при использовании одного киловатта на один километр) с высокой мощностью дает плохую вертикальную диаграмму направленности и 195 электрических градусов (около 400 милливольт на метр при использовании одного киловатта). на расстоянии одного километра) в таких случаях обычно считается идеальным. Обычно мачтовые антенны возбуждаются последовательно (с приводом от базы); фидер прикреплен к мачте у основания. Основание антенны находится под высоким электрическим потенциалом и должно опираться на керамический изолятор изолировать от земли. Мачты с независимым возбуждением, у которых основание мачты находится на узел стоячей волны с потенциалом земли и поэтому не требует изоляции от земли, вышли из употребления, за исключением случаев исключительно высокой мощности, 1 МВт или более, когда последовательное возбуждение может оказаться непрактичным. Если требуются заземленные мачты или башни, клетка или антенны с длинным проводом. Другая возможность состоит в питании мачты или башни кабелями, идущими от блока настройки к оттяжкам или поперечинам на определенной высоте.

Направленные антенны состоят из несколько мачт, которые не обязательно должны быть одинаковой высоты. Также возможно реализовать направленные антенны для средних волн с решетчатыми антеннами, где некоторые части клетки питаются с определенной разностью фаз.

Для вещания на средних волнах (AM) высота четвертьволновых мачт составляет от 153 футов (47 м) до 463 футов (141 м) в зависимости от частоты. Поскольку такие высокие мачты могут быть дорогостоящими и неэкономичными, часто используются другие типы антенн, в которых используется емкостная нагрузка сверху (электрическое удлинение ) для достижения эквивалентной мощности сигнала с вертикальными мачтами короче четверти длины волны.[10] Иногда на верхнюю часть радиаторов мачты добавляют «цилиндр» из радиальных проводов, чтобы сделать мачту короче. Для местных радиостанций и любительских станций мощностью менее 5 кВт, T- и L-антенны часто используются, которые состоят из одного или нескольких горизонтальных тросов, подвешенных между двумя мачтами, прикрепленных к вертикальному проводу радиатора. Популярным выбором для станций с меньшей мощностью является зонтичная антенна, для которого требуется только одна мачта высотой в одну десятую длины волны или меньше. В этой антенне используется одиночная мачта, изолированная от земли и питаемая нижним концом от земли. В верхней части мачты подсоединяются радиальные тросы с верхней нагрузкой (обычно около шести), которые спускаются вниз под углом 40–45 градусов примерно до одной трети общей высоты, где они заканчиваются изоляторами, а затем. наружу к грунтовые анкеры. Таким образом, зонтичная антенна использует растяжки в качестве верхней части антенны. Во всех этих антеннах меньшие радиационная стойкость короткого радиатора увеличивается на емкость добавляется проводами, прикрепленными к верхней части антенны.

В некоторых редких случаях дипольные антенны используются, которые подвешиваются между двумя мачтами или башнями. Такие антенны предназначены для излучения небесная волна. Средневолновый передатчик на Берлин-Бритц для передачи RIAS использовался поперечный диполь, установленный на пяти мачтах с оттяжками высотой 30,5 м для передачи небесной волны в ионосферу в ночное время.

Приемные антенны

Типичная ферритовая стержневая антенна, используемая в радиоприемниках AM

Поскольку на этих частотах атмосферный шум намного выше приемника соотношение сигнал шум, для приема можно использовать неэффективные антенны, размер которых намного меньше длины волны. Для приема на частотах ниже 1,6 МГц, включая длинные и средние волны, рамочные антенны популярны из-за их способности подавлять локальный шум. Самая распространенная антенна для приема вещания - это ферритовая антенна, также известная как рамочная антенна. Ферритовый сердечник с высокой магнитной проницаемостью позволяет ему быть достаточно компактным, чтобы его можно было поместить в корпус радиостанции, и при этом сохранять адекватную чувствительность.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Таблица распределения частот Соединенного Королевства" (PDF). ofcom.org.uk стр. 16. 22 июня 2017 г.. Получено 22 августа, 2017.
  2. ^ "Распределение частот в США" (PDF). Национальное управление по телекоммуникациям и информации, Министерство торговли США. 2016. Получено 2017-08-22.
  3. ^ «§ 73.44 Ограничения на излучение системы передачи AM». Свод федеральных правил. Архивировано из оригинал 27 сентября 2011 г.
  4. ^ «Средняя волна в Центральной Европе». 21 января 2020.
  5. ^ а б "Создание радиовещательной группы". Earlyradiohistory.us. Получено 2010-05-07.
  6. ^ Кристофер Х. Стерлинг; Джон М. Киттросс (2002). Оставайтесь с нами: история американского вещания. Психология Press. п. 95. ISBN  0-8058-2624-6.
  7. ^ «MWLIST быстро и просто: Европа, Африка и Ближний Восток». Получено 11 декабря 2015.
  8. ^ "Fast alle ARD-Radiosender stellen Mittelwelle ein". heise.de. 2015-01-06. Получено 2015-12-31.
  9. ^ «Международный союз электросвязи». ITU. Получено 2009-04-24.
  10. ^ Weeks, W.L 1968, Антенна Техника, McGraw Hill Book Company, Раздел 2.6

внешняя ссылка