Кіріспе
Радио тарату толқын ұзындығы 200-1000 м. Орта толқын (MW) – негізінен AM радио хабарларын тарату үшін пайдаланылатын орта жиілікті (MF) радио жолағының бөлігі. Спектр FM радиоарналар тобына қарағанда дыбыс сапасы шектеулі 120 шамасында арнаны қамтамасыз етеді. Күндіз қабылдау көбінесе жергілікті станциялармен шектеледі, бірақ бұл сигналдың жағдайына және қолданылатын радио қабылдағыштың сапасына байланысты. Түнде сигнал таралуының жақсаруы, шамамен 2000 км немесе 1200 миль аралығындағы қашықтықтан сигналдарды қабылдауға мүмкіндік береді. Бұл көптеген арналарда әлемдік масштабта бірнеше таратушылардың бір мезгілде жұмыс істеуіне байланысты кедергілердің көбеюіне әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, амплитудалық модуляция (AM) әртүрлі электрондық құрылғылардың, әсіресе қуат көздері мен компьютерлердің кедергілеріне көбірек бейім. Қуатты таратушылар FM радиоарналар тобына қарағанда үлкен аумақты қамтиды, бірақ оларға көбірек энергия және ұзын антенналар қажет. Цифрлық режимдерге мүмкіндік бар, бірақ олар әлі кеңінен қолданылмады. MW 1920 жылдардың басынан 1950 жылдарға дейін, FM жақсарған дыбыс сапасымен басымдық алғанға дейін, радио хабарларын таратудың негізгі жолағы болды. Еуропада цифрлық радио танымалдылығы артып келеді және FM жолағында жиілік болмаған жағдайда AM станцияларына ауысу мүмкіндігін ұсынады (бірақ цифрлық радионың Еуропаның көптеген аймақтарында әлі де қамту мәселелері бар). Еуропаның көптеген елдері 2010 жылдан бері MW таратушыларын өшірді немесе олардың жұмысын шектеді. Бұл термин 20 ғасырдың басында пайда болған тарихи термин, онда радио спектрі толқын ұзындығына сүйене отырып, ұзын толқынға (LW), орта толқынға және қысқа толқынға (SW) радио жолақтарына бөлінді.
Medium wave (MW) is a part of the medium frequency (MF) radio band used mainly for AM radio broadcasting. The spectrum provides about 120 channels with more limited sound quality than FM stations on the FM broadcast band. During the daytime, reception is usually limited to more local stations, though this is dependent on the signal conditions and quality of radio receiver used. Improved signal propagation at night allows the reception of much longer distance signals (within a range of about 2,000 km or 1,200 miles). This can cause increased interference because on most channels multiple transmitters operate simultaneously worldwide. In addition, amplitude modulation (AM) is often more prone to interference by various electronic devices, especially power supplies and computers. Strong transmitters cover larger areas than on the FM broadcast band but require more energy and longer antennas. Digital modes are possible but have not reached momentum yet. MW was the main radio band for broadcasting from the beginnings in the 1920s into the 1950s until FM with a better sound quality took over. In Europe, digital radio is gaining popularity and offers AM stations the chance to switch over if no frequency in the FM band is available, (however digital radio still has coverage issues in many parts of Europe). Many countries in Europe have switched off or limited their MW transmitters since the 2010s. The term is a historic one, dating from the early 20th century, when the radio spectrum was divided on the basis of the wavelength of the waves into long wave (LW), medium wave, and short wave (SW) radio bands.
Дыбыс сапасы
9 және 10 кГц арналық қадамдары аудио өткізгіштік жолақты 4,5 және 5 кГц-қа дейін шектеуді талап етеді, себебі аудио спектрі әрбір екі жақты жолақта екі рет беріледі. Бұл сөйлеу және жаңалықтар үшін жеткілікті, бірақ жоғары сапалы музыка үшін қолайсыз. Дегенмен, көптеген станциялар 10 кГц дейін аудио өткізгіштік жолақты қолданады, бұл жоғары сапалы емес, бірақ бейжай тыңдау үшін жеткілікті. Ұлыбританияда көптеген станциялар 6,3 кГц өткізгіштік жолақты пайдаланады. AM жағдайында аудионың қандай түрде қайта жаңғыртылатыны әрбір қабылдағыштың жиілік сүзгілеріне байланысты. Бұл FM және цифрлық режимдермен салыстырғанда маңызды кемшілік, онда демодуляцияланған аудио көбірек объективті болады. Аудио өткізгіштік жолақтың кеңеюі жақын орналасқан арналарда кедергі тудырады.
Көбею ерекшеліктері
Бұл жиіліктер диапазонындағы толқын ұзындығы радио толқындарының ғимараттар мен төбелерге тоқылмай таралуына және Жердің қисықтығымен бірге көкжиектен әрі тарауына мүмкіндік береді; бұл құбылыс жер толқыны деп аталады. Күшті хабар таратушылардан жер толқыны арқылы сигналды қабылдау әдетте , жердің электр өткізгіштігі жоғары болған жағдайда одан да үлкен қашықтықтарға, ал тұзды су үстінде ең көп қашықтыққа жетеді. Жер толқыны төменгі орта толқын жиіліктерінде одан да алысқа жетеді. Орта толқындар ионосферадағы зарядталған бөлшектердің қабаттарынан да шағылысып, Жерге әлдеқайда үлкен қашықтықта қайта оралады; бұл аспан толқыны деп аталады. Түнде, әсіресе қыс айларында және күн активтілігі төмен болғанда, төменгі ионосфералық D қабаты дерлік жоғалады. Осы кезде МВ радио толқындарын бірнеше жүз немесе тіпті мыңдаған шақырым қашықтықтан оңай қабылдауға болады, себебі сигнал жоғары F қабатынан шағылысады. Бұл өте ұзақ қашықтыққа хабар таратуға мүмкіндік береді, бірақ сонымен қатар алыс жергілікті станциялармен де кедергі тудыруы мүмкін. MW тарату жолағында қолданылатын арналардың саны шектеулі болғандықтан, бірдей жиіліктер бірнеше жүз шақырым қашықтықта орналасқан әртүрлі хабар тарату станцияларына қайта беріледі. Аспан толқынының жақсы таралуы байқалатын түндерде, алыстағы станцияның аспан толқыны сигналдары сол жиіліктегі жергілікті станциялардың сигналдарымен кедергі тудыруы мүмкін. Солтүстік Америкада Солтүстік Америка аймақтық хабар тарату келісімі (NARBA) түнгі уақытта кең қызмет көрсету аймақтарында skywave арқылы пайдалану үшін арнайы лицензиясы бар AM хабар тарату станцияларына арналған белгілі бір арналарды бөліп қояды. Бұл арналар «таза арналар» деп аталады және олар 10-нан 50 кВт-қа дейінгі жоғары қуатпен хабар таратуы тиіс.
Солтүстік Америкада қолдану
Бастапқыда АҚШ-та хабар тарату екі толқын ұзындығымен шектелген: "ойын-сауық" 360 метр (833 кГц) жиілігінде берілді, ал станциялар ауа райы болжамдарын, егін бағасын және басқа да үкіметтік хабарламаларды тарату кезінде 485 метрге (619 кГц) ауысуға міндетті болды. Бұл жүйе көптеген тәжірибелік қиындықтарға тап болды. Алғашқы таратушылар техникалық тұрғыдан жетілмеген және оларды қажетті жиілікке дәл орнату өте қиын болды. Егер (көп жағдайда болатындай) елдің бір аймағындағы екі (немесе одан да көп) станция бір уақытта хабар таратса, туындаған кедергі салдарынан ешқайсысын анық естіген жоқ. Сауда департаменті мұндай жағдайларда көбінесе араласпады, станциялардың өздері арасында ерікті түрде эфир уақытын бөлісу туралы келісімдер жасауын қалдырды. АҚШ және Канадада таратушының максималды қуаты 50 киловатқа дейін шектелген, ал Еуропада күндізгі уақытта 2 мегаватқа дейін қуатқа ие орта толқынды станциялар бар. АҚШ-тың көптеген AM радиостанциялары Федералдық коммуникация комиссиясының (FCC) талабы бойынша, бір-біріне кедергі келтірмеу үшін түнде қуатын азайтуға немесе бағытталған антенналар жүйесін пайдалануға міндетті. Түнде толығымен тоқтатылатын станциялар "күндізгі" станциялар деп аталады. Канадалық станциялар үшін де ұқсас ережелер қолданылады, оларды Канада Индустриясы басқарады; алайда, Канадада күндізгі станциялар енді жоқ, соңғы станция 2013 жылы FM жолағына көшкеннен кейін эфирден тоқтатылды.
In the US and Canada the maximum transmitter power is restricted to 50 kilowatts, while in Europe there are medium wave stations with transmitter power up to 2 megawatts daytime. Most United States AM radio stations are required by the Federal Communications Commission (FCC) to shut down, reduce power, or employ a directional antenna array at night in order to avoid interference with each other due to night time only long distance skywave propagation (sometimes loosely called ‘skip’). Those stations which shut down completely at night are often known as "daytimers". Similar regulations are in force for Canadian stations, administered by Industry Canada; however, daytimers no longer exist in Canada, the last station having signed off in 2013, after migrating to the FM band.
Еуропадағы қолданылуы
Көптеген елдер 2010 жылдары шығындарды қысқарту және тыңдаушылардың Орта толқынды (MW) аз пайдалануы себепті көптеген MW таратушыларын өшірді. Олардың қатарында Германия, Франция, Ресей, Польша, Швеция, Бенилюкс, Австрия, Швейцария, Словения және Балқан аймағының көп бөлігі кіреді. Ұлыбритания, Испания, Румыния және Италияда ірі таратушылар желісі сақталды. Нидерланды мен Скандинавияда бірнеше жаңа, идеалистік көзқарастағы станциялар бұрынғы жоғары қуатты жиіліктерде аз қуатты хабар таратуды бастады. Бұл бұрынғы офшор пионері – «Радио Каролинаға» да қатысты, ол қазір BBC World Service ондаған жылдар бойы пайдаланған 648 кГц жиілігін пайдалануға лицензия алды. Орта толқын жолағы тарлып бара жатқандықтан, қалған елдердің, сондай-ақ Солтүстік Африка мен Таяу Шығыстың көптеген жергілікті станцияларын Еуропаның барлық аймақтарында қабылдауға болады, бірақ көбінесе сигнал әлсіз және көптеген кедергілерге ұшырайды. Еуропадағы әр елге жоғары қуатты (2 МВт-қа дейін) пайдалануға болатын бірнеше жиіліктер бөлінген; ең жоғары қуат деңгейі Халықаралық телекоммуникация одағының (ITU) халықаралық келісіміне бағынады. Көбінесе екі қуат шегі бар: толық кеңістікте тарату үшін төменгі шек және белгілі бір бағыттарда сигналды әлсіздетумен бағытталған тарату үшін жоғары шек. Қуат шегі күндізгі уақытқа байланысты болуы мүмкін, ал станция түнде жұмыс істемеуі мүмкін, себебі ол тым көп кедергі тудырады. Басқа елдер де сол жиілікте тек аз қуатты таратушыларды пайдалануға құқылы, бұл да келісімге бағынады. Еуропадағы халықаралық орта толқындық хабар тарату Суық соғыстың аяқталуымен және спутниктік және интернет-теледидар мен радионың қолжетімділігінің артуымен айтарлықтай төмендеді, бірақ шетелде тұратын азаматтар мен қызығушылық танытқан тыңдаушылар көрші елдердің хабарларын қабылдауды жалғастыруда. 20-шы ғасырдың соңында Орта толқын жолағындағы жиіліктердің көп болуы Еуропаның кейбір аймақтарында үлкен мәселе болды, бұл көптеген станциялардың (әсіресе Германияда) VHF FM хабарларын таратуды ертерек қабылдауына себеп болды. Еуропадағы жиіліктерге жоғары сұраныс туындағандықтан, көптеген елдер бір жиілікті желілер құрды; Ұлыбританияда BBC Radio Five Live 693 немесе 909 кГц жиілігінде әртүрлі таратушылардан хабар таратады. Бұл таратушылар бір жиілікті пайдаланатын алыс орналасқан таратушылардан келетін кедергілерді азайту үшін мұқият синхрондалған.
Азиядағы қолданысы
Азия мен Таяу Шығыста көптеген қуатты хабар тарату станциялары әлі де жұмыс істеп тұр. Қытай, Индонезия, Оңтүстік Корея, Солтүстік Корея, Жапония, Таиланд, Вьетнам, Филиппин, Сауд Арабиясы, Египет және Үндістан орта толқынды пайдалануды жалғастыруда. Қытай елдің барлық айманында көптеген бір жиілікті желілерді пайдаланады. 2023 жылдың мамыр айына қарай, NHK сияқты көптеген жапондық хабар таратушылары Жапония бойынша көптеген жоғары қуатты станцияларды пайдалана отырып, орта толқынмен хабар таратады. Сондай-ақ, төмен қуатты ретрансляциялық станциялар да бар.
Стерео және цифрлық хабар тарату
Стерео хабар тарату мүмкін және АҚШ, Канада, Мексика, Доминикан Республикасы, Парагвай, Австралия, Филиппин, Жапония, Оңтүстік Корея, Оңтүстік Африка, Италия және Франциядағы кейбір станциялар оны ұсынады немесе ұсынған. Дегенмен, AM стерео үшін бірнеше стандарттар болды. C QUAM – АҚШ және басқа да елдердегі ресми стандарт, бірақ технологияны қолданатын қабылдағыштар енді тұтынушыларға оңай қолжетімді емес. Қолданылған AM стерео бар қабылдағыштарды табуға болады. "FM/AM Stereo" немесе "AM & FM Stereo" сияқты атаулар шатастыруға болады және көбінесе радио C QUAM AM стереосын декодтай алады дегенді білдірмейді, ал "FM Stereo/AM Stereo" немесе "AMAX Stereo" деп белгіленген жиын AM стереосын қолдайды. 2002 жылдың қыркүйегінде АҚШ Федералды байланыс комиссиясы цифрлық аудио хабар таратудың iBiquity in-band on-channel (IBOC) HD Radio жүйесін мақұлдады, ол сигналдардың дыбыс сапасын жақсартуға бағытталған. ETSI стандарттаған Digital Radio Mondiale (DRM) жүйесі стереоды қолдайды және Солтүстік Америка мен АҚШ территориясынан тыс жерлерде пайдалану үшін ITU мақұлдаған жүйе болып табылады. Кейбір HD Radio қабылдағыштар C QUAM AM стереосын да қолдайды, бірақ өндірушілер әдетте бұл мүмкіндікті жарнамаламайды.
Антенналар
Телерадио хабарларын тарату үшін ең көп қолданылатын антенна түрі – маст радиаторлары, олар сталь торлы масттан тұрады, онда маст құрылымы антенна ретінде қолданылады. Төмен қуатты тарату станциялары толқын ұзындығының төрттен бір бөлігі (бір километрде бір киловаттты пайдалана отырып, шамамен 310 милливольт) биіктігі бар мачталарды, немесе 5/8 толқын ұзындығы (225 электрлік градус; бір километрде бір киловаттты пайдалана отырып, шамамен 440 милливольт) биіктігі бар мачталарды пайдалана алады, ал жоғары қуатты станциялар көбінесе жарты толқын ұзындығынан 5/9 толқын ұзындығына дейін пайдаланады. 5/9 толқын ұзындығынан (200 электрлік градус; бір киловатты бір километрде пайдалана отырып, шамамен 410 милливольт) жоғары қуаты бар мачталарды пайдалану нашар тік сәулелену үлгісін береді, ал 195 электрлік градус (бір киловатты бір километрде пайдалана отырып, шамамен 400 милливольт) осы жағдайларда идеалды деп саналады. Мачта антенналары әдетте сериялық түрде қосылады (негізден жетеленеді); астық желісі мачтаға негізінен бекітіледі. Антеннаның негізі жоғары электрлік потенциалға ие және оны жерден оқшаулау үшін керамикалық изоляторға сүйенуі керек. Шанттан қосылған мачталар, онда мачтаның негізі жер потенциалындағы тұрақ толқынының торабында болады, сондықтан оларды жерге оқшаулаудың қажеті жоқ, ерекше жоғары қуат жағдайында, 1 МВт немесе одан көп қуатта, сериялық қосылым тиімсіз болуы мүмкін. Егер жерге тұйықталған мачталар немесе мұнаралар қажет болса, қақпақты немесе ұзын сымды антенналар қолданылады. Тағы бір мүмкіндік – мачтаны немесе мұнараны белгілі бір биіктіктегі күйреткіш блогынан жіптерге немесе арқандарға ұшыраған кабельдер арқылы қуаттандыру. Бағытталған антенналар бірнеше мачтадан тұрады, олардың биіктігі бірдей болуы міндетті емес. Сондай-ақ, қашаудың кейбір бөліктері белгілі бір фазалық айырмашылықпен қуаттандырылатын қашау антенналарымен орта толқынға арналған бағытталған антенналарды жасауға болады. Орта толқынды (AM) хабар тарату үшін тоқтамдық толқын мачталары жиілікке байланысты 47 метрден 141 метрге дейін биік болуы мүмкін. Мұндай биік мачталар қымбатқа соғуы және экономикалық тиімсіз болуы мүмкін болғандықтан, көбінесе басқа антенналар қолданылады, олар сыйымдылықпен жоғарғы жүктемені (электрлік ұзартуды) пайдаланып, төртінші толқын ұзындығынан қысқа тік мачталармен бірдей сигнал күшін қамтамасыз етеді. Мачтаны қысқаруға мүмкіндік беру үшін радиатордың жоғарғы жағына радиациялық сымдардан жасалған «жоғарғы шапка» кейде қосылады. Жергілікті және 5 кВт-тан төмен қуатты әуесқой станциялар үшін көбінесе T және L антенналары қолданылады, олар тік радиатор сымына бекітілген екі мачтаның арасында ілінген бір немесе бірнеше көлденең сымнан тұрады. Төмен қуатты станциялар үшін танымал таңдау – «зонт» антеннасы, ол тек бір мачтаны қажет етеді, оның биіктігі толқын ұзындығының оннан бір бөлігіне тең немесе одан да аз. Бұл антенна жерге қарсы төменгі жағында орналасқан және жерден оқшауланған бір мачтаны пайдаланады. Мачтаның жоғарғы жағында радиалды жоғарғы жүктемелі сымдар (әдетте алтыға жуық) қосылады, олар жалпы биіктіктің үштен бір бөлігіне дейін 40-45 градус бұрышта төмен қарай еңіседі, онда олар изоляторлармен аяқталады және одан жерге шығып, жерге бекітіледі. Осылайша, «зонт» антеннасы жіптерді антеннаның жоғарғы жүктеме бөлігі ретінде пайдаланады. Бұл антенналардың барлығында қысқа радиатордың кіші сәулелену кедергісі антеннаның жоғарғы жағына бекітілген сымдардың қосқан сыйымдылығымен артады. Кейбір сирек жағдайларда екі мачта немесе мұнараның арасында орналасқан дипольді антенналар қолданылады. Мұндай антенналар аспан толқынын сәулелендіруге арналған. RIAS-ті тарату үшін Берлин Брицтегі орта толқын таратушысы түнде аспан толқынын ионосфераға жіберу үшін 30,5 метрлік бес мачтаға орнатылған көлденең дипольді қолданды.
Қабылдау антенналары
Бұл жиіліктерде атмосфералық шу қабылдағыш сигнал-шу қатынасынан әлдеқайда артық болғандықтан, қабылдау үшін толқын ұзындығынан әлдеқайда кішкентай, тиімсіз антенналарды қолдануға болады. 1,6 МГц-тен төмен жиіліктерде, соның ішінде ұзын және орта толқындарды қабылдау үшін, жергілікті шуды жою қабілетіне байланысты бұрандалы антенналар жиі қолданылады. Хабар таратуды қабылдау үшін ең көп таралған антенна – феррит таяқша антеннасы, ол бұрандалы антенна деп те аталады. Жоғары өткізгіштігі бар феррит ядросы, радио корпусының ішіне сыйып, әлі де жеткілікті сезімталдыққа ие болуға мүмкіндік береді. Әлсіз сигналды қабылдау үшін немесе бірдей жиілікті бөлісетін әртүрлі сигналдарды ажырату үшін бағытталған антенналар қолданылады. Сигнал-шу қатынасын жақсарту үшін оларды электрлік кедергілерден алыс, ашық ауада орналастыру керек. Мұндай орта толқын антенналарының мысалдарына кең жолақты реттелмеген контурлар, созылған тоқтатылған контурлар, толқын антенналары (мысалы, Beverage антеннасы) және феррит жеңі контур антеннасы жатады.