На заре развития радиовещания мощные высокочастотные колебания получали с помощью электромашинных генераторов. Это были обычные электрогенераторы, у которых количество пар полюсов, схема соединения обмоток и скорость вращения ротора были выбраны такими, чтобы частота генерируемого сигнела составляла десятки килогерц. В то время передатчики на радиолампах еще не получили своего развития и электромашинный метод вполне позволял получать высокочастотные колебания высокого уровня мощности. Правда частоты этих колебаний не могли превысить естественных механических и конструктивных ограничений и, как правило, такие радиостанции работали на частотах ниже 100 КГц (Сердце человека в спокойном состоянии бьётся с частотой приблизительно 1 Гц ). По нашим сегодняшним меркам - это сверхдлинные волны. Таким образом, развитие радиовещания началось с освоения самых нижних частот.
Я не буду углубляться в исторический экскурс развития радиочастотного спектра для целей вещания. Приведу его целиком в виде таблицы. Такое распределение частот имеется на сегодняшний день.
Поговорим же мы лучше об особенностях распространения радиоволн, о качестве принимаемого сигнала, дальности радиовещания и рентабельности вещательного бизнеса в зависимости от используемого диапазона.
Длинные волны.
Историческое наследие развития радиовещания. Но не только. Колебания этого частотного диапазона с длиной волны измеряемой километрами имеет очень высокую способность к дифракции не только огибая исусственные препятствия и складки гористой местности, но даже, уходя за горизонт, могут обеспечивать уверенное радиовещание при очень больших дальностях далеко за пределами прямой видимости. Дальность радиовещания на длинных волнах определяется мощностью радиопередатчика, эффективностью передающей антенны и поглощающими параметрами земной поверхности. Этот диапазон является единственным, который позволяет обеспечить радиовещание в горных районах. В силу физических особенностей частот этого диапазона, на нем немного помех и качество АМ вещания довольно высоко.
Вещание на ДВ диапазоне ведется по первой категории качества. По существующему стандарту на каналы подачи программ полоса воспроизводимых частот первой качественной категории - 50 Гц - 10 КГц. Однако, сетка частот в этом диапазоне имеет шаг в 9 КГц, таким образом, чтобы не залезать в соседний частотный канал, на передающей стороне ограничивают спектр модулирующего сигнала на уровне 8-и килогерц. Этим и определяется реальное качество сигнала первой категории.
Размеры антенного хозяйства, соизмеримые с длиной волны и площади, требуемые для организации ДВ передающих радиоцентров, не позволяют размещать такие объекты в черте города. А требуемые мощности радиопередатчиков для уверенного радиовещания на значительные расстояния (100 - 1500 КВт) и низкая эффективность реализуемых антенн приводит к тому, что на расстоянии нескольких километров от длинноволновых радиоцентров, крайне не желательно длительное пребывание людей. Наличие населенных пунктов на расстоянии менее 10 - 15-и километров от длинноволнового передающего радиоцентра вообще недопустимо. Затраты на строительство ДВ радиоцентров и поддержание их в работоспособности настолько велики, что не могут окупаться коммерческим радиовещанием. ДВ радиовещание планово затратно и может лишь финансироваться из каких-либо бюджетов, выполняя те или иные социальные задачи.
Средние волны.
Имеют достаточную дифракцию, чтобы обеспечивать уверенный (бестеневой) прием в среднепересеченной местности, и в условиях железобетонной многоэтажной городской застройки. В горных условиях образуют значительные теневые зоны, особенно в своей коротковолновой части. В ночное время могут распространяться на очень большие расстояния благодаря отражению в ионосфере. Днем пригодны только для местного вещания. В силу спектральной специфики промышленных помех, качество звучания на средневолновом диапазоне в городских условиях невысоко и может удовлетворять лишь разговорные радиостанции. В сельской местности качество звучания средневолновых радиостанций вполне пригодно для прослушивания музыкальных программ по первой категории качества и ограничивается лишь атмосферными помехами - летом, при горозовых разрядах прием затруднен. Дальность распространения прямой волны в дневное время (без учета ионосферного отражения) зависит от типа используемой антенны, поляризации, мощности передатчика и в среднем в два - три раза превышает дальность прямой видимости, в основном, благодаря малому уровню помех вдали от крупных городов. В ночное время происходит ослабление слышимости относительно близких радиостанций, расположенных в радиусе 100 - 200 Км, и усиление дальних радиостанций - 600 - 1500 Км. Для радиостанций, находящихся от слушателя в зоне прямой видимости (до 50 Км), ослабления приема не происходит. Зимними ночами на средневолновом диапазоне можно с очень хорошим качеством принимать дальние радиостанции.
Использование этого свойства радиоволн средневолнового диапазона позволило в США создать сеть высококачественного АМ радиовещания в дневное время, максимально уменьшив помехи от радиостанций, находящихся в других часовых поясах и работающих на тех же или близких частотах и наиболее плотно использовать частотный ресурс. Эти радиостанции так и называются - "радиостанции светлого времени". С восходом солнца в данной местности и, соответственно, с исчезновением условий ионосферного распространения, радиостанция может работать мощностью в несколько единиц или десятков киловатт обеспечивая на расстоянии в 150 - 200 Км качественное вещание. С заходом солнца, и появлением возможности создавать радиопомехи своим излучением далеко за пределами зоны прямого вещания, радиостанция снижает мощность излучения до сотен, иногда десятков ватт, обеспечивая зону радиовещания лишь в пределах своего населенного пункта. С коммерческой точки зрения это оправдано, так как наиболее эффективное рекламное время именно дневное, а вечером и ночью иногда бывает разумно вообще выключить радиопередатчик.
Антенные системы средневолнового диапазона могут выполняться относительно компактно для размещения в черте города, не имеющего высотной железобетонной застройки. Но все же желательно радиоцентры этого диапазона выносить за пределы городской черты. В средневолновом диапазоне не требуется использования столь высоких мощностей радиопередатчиков, как в длинноволновом. При грамотно спроектированных и построенных антенных системах вполне достаточно мощности 5 - 15 киловатт для обеспечения рентабельного качественного радиовещания на большой промышленный регион или на несколько близлежащих городов, насчитывающих в общей сложности более одного миллиона жителей. При меньшем количестве населения в зоне вещания средневолновой радиостанции сложно говорить о ее рентабельности. Все-таки затраты на содержание радиоцентров этого диапазона достаточно высоки.
Короткие волны с длинами от 75 до 49 метров.
Имеют ярко выраженный ночной характер дальнего распространения. Используются в основном для иновещания на регионы максимально удаленные от передатчика. В дневное время уровень промышленных помех в этой части частотного спектра настолько велик, что сколько нибудь качественное радиовещание невозможно. Специфика использования исходит из их свойств: идеологическая пропаганда, вещание на соотечественников в других странах. Цели в основном политические межгосударственного уровня и едва-ли их можно использовать для коммерческого радиовещания.
Короткие волны поддиапазонов 41, 31, 25, 19 метров.
Относительно свободны от промышленных помех (чем выше частота, тем меньше промышленные помехи). Имеют тенденцию к более дневному распространению с повышением частоты. Позволяют создать круглосуточное качественное иновещание, когда радиостанция в зависимости от времени суток, по заранее известному для слушателей расписанию меняет частоту вещания, переходя на более высокочастотные поддиапазоны днем и опускаясь на более низкочастотные ночью.
Короткие волны поддиапазонов 16, 13 и 11 метров.
Типично дневные диапазоны.В зоне приема дальние станции слышны из освещенной территории земной поверхности. На этих диапазонах практически отсутствуют промышленные и атмосферные помехи. Но наличие в коммерческое (дневное) время в эфире большого количества одновременно слышимых радиостанций приводит к своеобразной "эфирной каше", где очень сложно разобрать кто и что вещает. Как правило, побеждает сильнейший, - у кого самый мощный радиопередатчик и самые лучшие антенны.
С наступлением темноты, радиостанция увеличивает мощность своего сигнала до нескольких киловатт, работает так всю ночь, с рассветом, мощность снижается до десятков ватт. В этом случае дневная "эфирная каша" не будет образовываться, а вечерами, особенно длинными зимними, можно будет слушать местные радиостанции с более высоким качеством, чем на длинных и средних волнах. Эффективные антенные системы этих диапазонов достаточно компактны, неприхотливы, дешевы в эксплуатации и занимают мало места. В качестве радиопередатчиков можно было бы использовать военные радиопередатчики магистральной связи модифицированные для целей радиовещания.
Западный УКВ диапазон (FM диапазон).
Качество вещания - по высшей категории, стерео, но реально лучше чем в УКВ диапазоне за счет того, что для приема и передачи в этом диапазоне используется западная техника. Как говорится:
- Чем отличается "Мерседес" от "Волги"?
- "Мерседес" сделан так, как надо, а "Волга" сделана так, как получилось.
Так же и в радиовещании. Стандарты качества одинаковые, а разница, тем не менее, заметна даже на слух. Благодаря этой разнице, а также насыщенному рынку западных радиоприемников и полному отсутствию конкуренции со стороны российских производителей, парк радиоприемников и, соответственно, число потенциальных слушателей FM диапазона в постоянно растет. Естественно, растет и рентабельность радиокомпаний, вещающих на этом диапазоне. И еще один фактор, не решающий, но весьма существенный. Западные автомобили, поступающие в к нам оснащены радиоприемниками с этим диапазоном. А это означает, что люди имеющие достаток, чтобы приобрести иномарку, будут слушать радиостанции именно этого диапазона. И, стало быть, рекламная деятельность на более богатые социальные группы, позволит радиокомпании зарабатывать больше.
То, что в Казахстане принято называть FM диапазоном (87,5 - 108 МГц), на самом деле является двумя вещательными диапазонами 87,5 - 100 МГц и 100 - 108 МГц. Это разделение заложено в Регламент радиосвязи - международный документ, предписывающий использование всего радиочастотного спектра в тех или иных целях.Например иногда на нижней частоте можно «поймать» Телеканал НТК
В FM диапазоне принято использовать вертикальную поляризацию. Это надо обязательно учитывать при проработке новых частот и при приобретении антенных систем. Антенные системы FM диапазона еще более компактные, по сравнению с диапазоном УКВ