Střední vlna - Medium wave

Typický stožárový radiátor komerční střední vlny vysílací stanice AM , Chapel Hill, Severní Karolína, USA

Střední vlna ( MW ) je část středofrekvenčního (MF) rádiového pásma používaného hlavně pro rozhlasové vysílání AM . Spektrum poskytuje asi 120 kanálů s omezenou kvalitou zvuku. Ve dne lze přijímat pouze místní stanice. Šíření v noci umožňuje silné signály v dosahu asi 2 000 km. To může způsobit masivní rušení, protože na většině kanálů pracuje na celém světě současně asi 20 až 50 vysílačů. Kromě toho je amplitudová modulace (AM) náchylná k rušení všemi druhy elektronických zařízení, zejména napájecích zdrojů a počítačů. Silné vysílače pokrývají větší oblasti než v pásmu FM, ale vyžadují více energie. Digitální režimy jsou možné, ale ještě nedosáhly hybnosti.

MW bylo hlavní rozhlasové pásmo pro vysílání od počátků 20. let 20. století do 50. let 20. století až do doby, než se ujal FM s lepší kvalitou zvuku. V Evropě získává digitální rádio na popularitě a nabízí stanicím AM možnost přepnout, pokud není k dispozici žádná frekvence v pásmu FM. Mnoho zemí v Evropě od roku 2010 vypnulo své vysílače MW.

Tento termín je historický a pochází z počátku 20. století, kdy bylo rádiové spektrum rozděleno na základě vlnové délky vln na rádiová pásma dlouhé vlny (LW), střední vlny a krátké vlny (SW).

Přidělení spektra a kanálu

plocha kHz (střed) vzdálenost kanály
Evropa, Asie, Afrika 531–1,602 9 kHz 120
Austrálie/Nový Zéland 531–1 701 9 kHz 131
Severní a Jižní Amerika 530–1700 10 kHz 118

V Evropě, Africe a Asii se pásmo MW skládá ze 120 kanálů se středními frekvencemi od 531 do 1602 kHz rozmístěných každých 9 kHz. Celkové oficiální spektrum včetně modulovaného zvuku se pohybuje od 526,5 kHz do 1606,5 kHz. Austrálie používá rozšířené pásmo až do 1701 kHz. Severní Amerika používá 118 kanálů od 530 do 1700 kHz pomocí kanálů s rozestupem 10 kHz. Rozsah nad 1610 kHz používají primárně pouze nízké elektrárny. Je to preferovaný rozsah pro služby s automatizovaným provozem, počasím a turistickými informacemi. Koordinace frekvence zamezuje použití sousedních kanálů v jedné oblasti.

Kvalita zvuku

Kanál 9/10 kHz se zvyšováním MW vyžaduje omezení šířky pásma zvuku na 4,5/5 kHz, protože zvukové spektrum se přenáší dvakrát v každém postranním pásmu . To je dostačující pro povídání a zprávy, ale ne pro hudbu s vysokou věrností. Mnoho stanic však využívá šířky pásma zvuku až 10 kHz, což není Hi-Fi, ale pro příležitostný poslech to stačí. Ve Velké Británii používá většina stanic šířku pásma 6,3 kHz. U AM do značné míry závisí na frekvenčních filtrech každého přijímače, jak je zvuk reprodukován. To je hlavní nevýhoda ve srovnání s FM a digitálními režimy, kde je demodulovaný zvuk objektivnější. Rozšířené šířky pásma zvuku způsobují rušení sousedních kanálů.

Vlastnosti šíření

Vlnové délky v tomto pásmu jsou dostatečně dlouhé, aby rádiové vlny nebyly blokovány budovami a kopci a mohly se šířit za horizont po zakřivení Země; tomu se říká přízemní vlna . Praktický příjem silných vysílačů na pozemních vlnách obvykle dosahuje 200–300 mil, s většími vzdálenostmi v terénu s vyšší vodivostí země a největšími vzdálenostmi přes slanou vodu. Pozemní vlna dosahuje dále na nižších frekvencích středních vln.

Střední vlny mohou také odrážet vrstvy nabitých částic v ionosféře a vracet se na Zemi v mnohem větších vzdálenostech; tomu se říká skywave . V noci, zejména v zimních měsících a v dobách nízké sluneční aktivity, spodní ionosférická vrstva D prakticky zmizí. Když k tomu dojde, MW rádiové vlny mohou být snadno přijímány mnoho stovek nebo dokonce tisíc mil daleko, protože signál bude odrážen vyšší F vrstvou . To může umožňovat vysílání na velké vzdálenosti, ale může také rušit vzdálené místní stanice. Vzhledem k omezenému počtu dostupných kanálů ve vysílacím pásmu MW jsou stejné frekvence znovu přiděleny různým vysílacím stanicím vzdáleným několik set mil. V noci dobrého šíření oblohy mohou signály oblohy vzdálené stanice interferovat se signály místních stanic na stejné frekvenci. V Severní Americe Severoamerická dohoda o regionálním vysílání (NARBA) vyčleňuje určité kanály pro noční použití v rozšířených oblastech služeb prostřednictvím skywave několika speciálně licencovanými vysílacími stanicemi AM. Tyto kanály se nazývají čisté kanály a jsou povinny vysílat při vyšších výkonech 10 až 50 kW.

Použití v Americe

Zpočátku bylo vysílání ve Spojených státech omezeno na dvě vlnové délky: „zábava“ byla vysílána na 360 metrů (833 kHz), přičemž stanice vyžadovaly přepnutí na 485 metrů (619 kHz) při vysílání předpovědí počasí, zpráv o cenách plodin a dalších vládních zpráv . Toto uspořádání mělo řadu praktických obtíží. Rané vysílače byly technicky hrubé a prakticky nemožné je přesně nastavit na jejich zamýšlené frekvenci a pokud (jak se často stávalo) vysílaly současně dvě (nebo více) stanice ve stejné části země, výsledné rušení znamenalo, že obvykle nebylo ani jedno z nich jasně slyšet. Obchodní oddělení v takových případech zasahovalo jen zřídka, ale ponechalo na stanicích, aby mezi sebou uzavřely dobrovolné dohody o časovém sdílení. Přídavek třetí vlnové délky „zábavy“, 400 metrů, k vyřešení tohoto přeplněnosti přispěl jen málo.

V roce 1923 si ministerstvo obchodu uvědomilo, že jak stále více stanic žádá o komerční licence, není praktické mít každou stanici vysílanou na stejných třech vlnových délkách. Dne 15. května 1923, ministr obchodu Herbert Hoover ohlásil novou bandplan který zrušil 81 frekvencí, v krocích po 10 kHz, od 550 kHz až 1350 kHz (prodloužena do roku 1500, pak 1600 a nakonec 1700 kHz v pozdějších letech). Každá stanice by měla přidělenou jednu frekvenci (byť obvykle sdílenou se stanicemi v jiných částech země a/nebo v zahraničí), již by nemusela vysílat zprávy o počasí a vládě na jiné frekvenci než zábava. Stanice třídy A a B byly rozděleny do dílčích pásem.

V USA a Kanadě je maximální výkon vysílače omezen na 50 kilowattů, zatímco v Evropě existují stanice se středními vlnami s výkonem vysílače až 2 megawatty ve dne.

Federální komunikační komise (FCC) požaduje, aby většina amerických rozhlasových stanic AM vypnula, snížila výkon nebo používala směrovou anténní soustavu v noci, aby se zabránilo vzájemnému rušení kvůli nočnímu šíření pouze dálkové oblohy (někdy volně nazývané „přeskočit“). Stanice, které se v noci úplně vypnou, jsou často známé jako „denní časy“. Podobné předpisy platí pro kanadské stanice spravované Industry Canada ; v Kanadě však již neexistují denní hodiny, poslední stanice se po migraci do pásma FM odhlásila v roce 2013 .

Použití v Evropě

Mnoho zemí vypnulo většinu svých vysílačů MW kvůli snížení nákladů a nízkému využití MW posluchači. Mezi ně patří Německo, Francie, Rusko, Polsko, Švédsko, Benelux, Rakousko, Švýcarsko a většina Balkánu.

Velké sítě vysílačů zůstávají ve Velké Británii, Španělsku, Rumunsku a Itálii. V Nizozemsku a Skandinávii zahájily některé nové idealisticky poháněné stanice služby nízkého výkonu na dřívějších frekvencích vysokého výkonu. To platí také pro bývalého offshore průkopníka Radio Caroline, který má nyní licenci k používání 648 kHz, kterou BBC World Service používala po celá desetiletí. Jak se pásmo MW zmenšuje, mnoho místních stanic ze zbývajících zemí i ze severní Afriky a Blízkého východu lze nyní přijímat po celé Evropě, ale často jen slabé s velkým rušením.

V Evropě je každé zemi přiděleno několik frekvencí, na kterých lze použít vysoký výkon (až 2 MW); maximální výkon také podléhá mezinárodní dohodě Mezinárodní telekomunikační unie (ITU).

Ve většině případů existují dva výkonové limity: nižší pro všesměrové a vyšší pro směrové záření s minimy v určitých směrech. Omezení výkonu může také záviset na denní době a je možné, že stanice nemusí fungovat v noci, protože by pak způsobovala příliš mnoho rušení. Jiné země mohou provozovat pouze vysílače s nízkým výkonem na stejné frekvenci, opět po dohodě. Mezinárodní vysílání na středních vlnách v Evropě se s koncem studené války a zvýšenou dostupností satelitní a internetové televize a rozhlasu výrazně snížilo , přestože přeshraniční příjem vysílání sousedních zemí prostřednictvím krajanů a dalších zainteresovaných posluchačů stále probíhá.

Na konci 20. století bylo přeplnění středovlnného pásma vážným problémem v některých částech Evropy, které přispělo k brzkému přijetí vysílání VKV FM mnoha stanicemi (zejména v Německu). Vzhledem k vysoké poptávce po frekvencích v Evropě mnoho zemí zřídilo sítě s jednou frekvencí; V Británii , BBC Radio Five Živé vysílání z různých vysílačů na jeden 693 nebo 909 kHz. Tyto vysílače jsou pečlivě synchronizovány, aby se minimalizovalo rušení od vzdálenějších vysílačů na stejné frekvenci.

Použití v Asii

V Asii a na Středním východě zůstává v provozu mnoho vysoce výkonných vysílačů. Čína provozuje mnoho jednofrekvenčních sítí.

Jedním příkladem je NHK. V březnu 2021 vysílatel NHK stále vysílá v regionální Indonésii , Myanmaru a Tádžikistánu pomocí přenosu středních vln .

Stereo a digitální přenosy

Realistický TM-152 AM stereo tuner c. 1988

Stereo přenos je možný a je nebo byl nabízen některými stanicemi v USA, Kanadě, Mexiku, Dominikánské republice, Paraguayi, Austrálii, na Filipínách, v Japonsku, Jižní Koreji, Jižní Africe, Itálii a Francii. Pro AM stereo však existovalo několik standardů . C-QUAM je oficiální standard ve Spojených státech a dalších zemích, ale přijímače, které tuto technologii implementují, již nejsou pro spotřebitele snadno dostupné. Použité přijímače s AM Stereo najdete. Názvy jako „FM/AM Stereo“ nebo „AM & FM Stereo“ mohou být zavádějící a obvykle neznamenají, že rádio dekóduje stereo C-QUAM AM, zatímco sada označená „FM Stereo/AM Stereo“ nebo „AMAX Stereo "bude podporovat AM stereo.

V září 2002 schválila Federální komunikační komise Spojených států proprietární systém iBiquity in-band on-channel (IBOC) HD Radio systém digitálního zvukového vysílání , který má zlepšit kvalitu zvuku signálů. Systém Digital Radio Mondiale (DRM) standardizovaný společností ETSI podporuje stereo a je systémem schváleným ITU pro použití mimo území Severní Ameriky a USA . Některé HD rozhlasové přijímače také podporují stereo C-QUAM AM, i když tuto funkci výrobce obvykle neinzeruje.

Antény

Multiwire T anténa rozhlasové stanice WBZ, Massachusetts, USA, 1925. T antény byly první antény používané pro vysílání se středními vlnami a stále se používají při nižším výkonu

Pro vysílání jsou nejběžnějším typem používané antény stožárové zářiče , skládající se z ocelového příhradového stožáru, ve kterém je jako anténa použita samotná konstrukce stožáru. Stanice vysílající s nízkým výkonem mohou používat stožáry s výškou čtvrtiny vlnové délky (asi 310 milivoltů na metr při použití jednoho kilowattu na jednom kilometru) až 5/8 vlnové délky (225 elektrických stupňů; asi 440 milivoltů na metr pomocí jednoho kilowattu na jednom kilometru) zatímco vysoké elektrárny většinou používají poloviční vlnovou délku až 5/9 vlnové délky. Použití stožárů vyšších než vlnová délka 5/9 (200 elektrických stupňů; asi 410 milivoltů na metr při použití jednoho kilowattu na jednom kilometru) s vysokým výkonem poskytuje špatný vertikální vyzařovací diagram a 195 elektrických stupňů (asi 400 milivoltů na metr při použití jednoho kilowattu na jeden kilometr) je v těchto případech obecně považováno za ideální. Antény stožáru jsou obvykle sériově buzeny (poháněny základnou); přívodní šňůra je připevněna ke stožáru na základně. Základna antény má vysoký elektrický potenciál a musí být podložena keramickým izolátorem, aby byla izolována od země. Shunt-excited stožáry, ve kterých je základna stožáru v uzlu stojaté vlny na zemním potenciálu, a proto nemusí být izolována od země, se přestaly používat, s výjimkou případů výjimečně vysokého výkonu, 1 MW nebo více, kde může být buzení série nepraktické. Pokud jsou požadovány uzemněné stožáry nebo věže, používají se klecové nebo dlouhé drátové antény. Další možnost spočívá v napájení stožáru nebo věže kabely vedenými z ladicí jednotky k chlapům nebo příčníkům v určité výšce.

Směrové antény se skládají z více stožárů , které nemusí mít stejnou výšku. Rovněž je možné realizovat směrové antény pro střední vlny s klecovými anténami, kde jsou některé části klece napájeny s určitým fázovým rozdílem.

U vysílání středních vln (AM) jsou čtvrtvlnné stožáry vysoké mezi 153 stop (47 m) a 463 stop (141 m), v závislosti na frekvenci. Protože takto vysoké stožáry mohou být nákladné a nehospodárné, často se používají jiné typy antén, které využívají kapacitní vrchní plnění ( elektrické prodlužování ) k dosažení ekvivalentní síly signálu u svislých stožárů kratších než čtvrtinová vlnová délka. K horní části radiátorů stožáru se občas přidá „cylindr“ radiálních drátů, aby bylo možné stožár zkrátit. Pro místní vysílací stanice a amatérské stanice pod 5 kW se často používají T- a L-antény , které se skládají z jednoho nebo více vodorovných drátů zavěšených mezi dvěma stožáry, připevněných ke svislému radiátorovému drátu. Oblíbenou volbou pro stanice s nižším výkonem je deštníková anténa , která potřebuje pouze jeden stožár na jednu desetinu vlnové délky nebo méně na výšku. Tato anténa používá jediný stožár izolovaný od země a napájený na dolním konci proti zemi. V horní části stožáru jsou připojeny radiální vodiče s horním zatížením (obvykle asi šest), které se svažují dolů pod úhlem 40–45 stupňů až do jedné třetiny celkové výšky, kde jsou zakončeny v izolátorech a odtud směrem ven k zemním kotvám . Deštníková anténa tedy používá propojovací vodiče jako část antény s horním zatížením. Ve všech těchto anténách je menší radiační odpor krátkého zářiče zvýšen kapacitou přidanou vodiči připojenými k horní části antény.

V některých vzácných případech se používají dipólové antény , které jsou zavěšeny mezi dvěma stožáry nebo věžemi. Takové antény jsou určeny k vyzařování oblohy . Středovlnný vysílač v Berlíně-Britz pro přenos RIAS používal křížový dipól namontovaný na pěti 30,5 metru vysokých týlavých stožárech k přenosu skywave do ionosféry v noci.

Přijímací antény

Typická feritová tyčová anténa používaná v rozhlasových přijímačích AM

Protože při těchto frekvencích je atmosférický šum daleko nad poměrem signálu k šumu přijímače, lze pro příjem použít neefektivní antény mnohem menší než vlnová délka. Pro příjem na frekvencích nižších než 1,6 MHz, které zahrnují dlouhé a střední vlny, jsou smyčkové antény oblíbené kvůli své schopnosti odmítat místně generovaný šum. Zdaleka nejběžnější anténou pro příjem vysílání je anténa s feritovými tyčemi , známá také jako smyčková anténa. Vysoce propustné feritové jádro umožňuje, aby bylo dostatečně kompaktní na to, aby bylo uzavřeno uvnitř pouzdra rádia a přitom mělo odpovídající citlivost. Pro příjem slabého signálu nebo pro rozlišení mezi různými signály sdílejícími se používají společné frekvenční směrové antény. Pro nejlepší poměr signálu k šumu jsou tyto umístěny nejlépe venku od zdrojů elektrického rušení. Příklady takových středovlnných antén zahrnují širokopásmové nevyladěné smyčky, podlouhlé ukončené smyčky, vlnové antény (např. Nápojová anténa) a smyčkovou anténu s feritovým pouzdrem.

Viz také

Reference

externí odkazy