Введение
Радиодиапазон 1930-х – 1940-х годов. Радиостанции Apex (также известные как «небоскрёбные» и «пиковые») – общепринятое название для недолго просуществовавшей группы американских вещательных станций, использовавшихся для оценки передачи сигналов на частотах, значительно превышающих частоты, используемые стандартной амплитудной модуляцией (AM) и коротковолновыми станциями. Своё название они получили из-за большой высоты передающих антенн, которые были необходимы, поскольку зона покрытия в основном ограничивалась прямой видимостью. Станциям были выделены так называемые «ультравысокие коротковолновые» частоты, приблизительно от 25 до 44 МГц. Они использовали передачу с амплитудной модуляцией (AM), хотя в большинстве случаев с большей полосой пропускания, чем у стандартных AM-станций, для обеспечения высококачественного звука с меньшим количеством помех и искажений. В 1937 году Федеральная комиссия по связи (FCC) официально выделила радиодиапазон для станций Apex, состоящий из 75 передающих частот от 41,02 до 43,98 МГц. Эти станции никогда не получали разрешения на коммерческое вещание, хотя им разрешалось ретранслировать программы со стандартных AM-станций. Большинство работало по экспериментальным лицензиям, однако этот диапазон стал первым, в котором была введена официальная классификация станций «некоммерческого образовательного вещания». В конечном итоге FCC пришла к выводу, что частотная модуляция (FM) превосходит амплитудную, и радиодиапазон Apex был упразднён с 1 января 1941 года, чтобы освободить место для создания оригинального FM-диапазона, которому были выделены частоты от 42 до 50 МГц.
Apex radio stations (also known as skyscraper and pinnacle) was the name commonly given to a short lived group of United States broadcasting stations, which were used to evaluate transmitting on frequencies that were much higher than the ones used by standard amplitude modulation (AM) and shortwave stations. Their name came from the tall height of their transmitter antennas, which were needed because coverage was primarily limited to local line of sight distances. These stations were assigned to what at the time were described as "ultra high shortwave" frequencies, between roughly 25 and 44 MHz. They employed amplitude modulation (AM) transmissions, although in most cases using a wider bandwidth than standard broadcast band AM stations, in order to provide high fidelity sound with less static and distortion. In 1937 the Federal Communications Commission (FCC) formally allocated an Apex station band, consisting of 75 transmitting frequencies running from 41.02 to 43.98 MHz. These stations were never given permission to operate commercially, although they were allowed to retransmit programming from standard AM stations. Most operated under experimental licenses, however this band was the first to include a formal "non commercial educational" station classification. The FCC eventually concluded that frequency modulation (FM) transmissions were superior, and the Apex band was eliminated effective January 1, 1941, in order to make way for the creation of the original FM band, assigned to 42 to 50 MHz.
Первоначальная разработка
В 1920-х и 1930-х годах радиоинженеры и государственные регулирующие органы изучали характеристики передачи частот, превышающих используемые на тот момент. В Соединенных Штатах к 1930 году исходный AM-диапазон состоял из 96 частот от 550 до 1500 кГц с шагом 10 кГц между соседними назначениями. В этом диапазоне зона покрытия станции в дневное время состояла исключительно из ее наземной волны, которая для самых мощных станций могла превышать 200 миль (320 километров), хотя для средней станции она была значительно меньше. Однако ночью изменения в ионосфере приводили к появлению дополнительных дальних сигналов небесной волны, которые обычно отражались на расстояние до сотен километров. Со временем были разработаны технологии для передачи на все более высоких частотах. (Хотя изначально их в целом называли «ультравысокими короткими волнами», номенклатура радиочастотного спектра позже была стандартизирована: передачи в диапазоне от 3 до 30 МГц стали известны как «высокие частоты» (HF), от 30 до 300 МГц – «очень высокие частоты» (VHF), а от 300 до 3000 МГц – «ультравысокие частоты» (UHF)). Вскоре стало очевидно, что характеристики распространения различных диапазонов частот существенно различаются. Сигналы от коротковолновых станций, работающих примерно в диапазоне от 5 МГц до 20 МГц, легко отражались ионосферой как днем, так и ночью, что позволяло станциям иногда передавать сигналы на расстояние, равное половине земного шара. Исследования все более высоких частот показали, что выше 20 МГц распространение сигнала как наземной, так и небесной волной обычно становится минимальным, что означало, что зона покрытия станции теперь ограничивалась только расстояниями прямой видимости от передающей антенны. FCC сочла это ценной характеристикой, поскольку это позволило бы создавать радиостанции с ограниченным, но стабильным дневным и ночным покрытием, которые могли бы приниматься только их местными сообществами. Это также означало, что несколько станций могли работать на одной и той же частоте по всей стране, не создавая помех друг другу. Поскольку стандартный AM-диапазон считался слишком перегруженным для существенного увеличения числа станций, FCC начала выдавать лицензии сторонам, заинтересованным в тестировании пригодности более высоких частот. Большинство станций Apex работали по экспериментальным лицензиям и обычно были связаны и финансировались коммерчески лицензированными AM-станциями. До конца 1930-х годов коммерчески производимые радиоприемники не охватывали эти высокие частоты, поэтому первые слушатели станций Apex строили собственные приемники или создавали преобразователи для существующих моделей. 18 марта 1934 года W8XH в Буффало, штат Нью-Йорк, станция-партнер AM-станции WBEN, стала первой станцией Apex, начавшей регулярное вещание. Хотя большинство этих станций просто ретранслировали программы своих партнеров AM-станций, в некоторых случаях предпринимались попытки предоставить оригинальный контент. В 1936 году W9XAZ, принадлежащая The Milwaukee Journal, которая первоначально ретранслировала программы WTMJ, стала первой станцией Apex, начавшей регулярно производить собственные программы. При мониторинге первой группы станций вскоре было обнаружено, что из-за усиления ионосферы в периоды высокой солнечной активности нижний конец частот VHF иногда создавал сильные и нежелательные сигналы небесной волны. (В декабрьском выпуске журнала All Wave Radio за 1937 год сообщалось, что W6XKG в Лос-Анджелесе, передающая на частоте 25,95 МГц, была слышна как в Азии, так и в Европе, в то время как W9XAZ, 26,4 МГц в Милуоки, штат Висконсин, имела «сильный сигнал в Австралии», а W8XAI, 31,6 МГц в Рочестере, штат Нью-Йорк, «является еще одной станцией, которую часто слышно в Австралии»). Это чаще всего происходило летом и во время пиков 11-летнего цикла солнечных пятен. Это привело к тому, что FCC переместила развивающиеся вещательные станции, которые к тому времени начали включать экспериментальные FM-радио и телевизионные станции, на более высокие частоты, которые меньше подвержены влиянию солнечной активности.
Учреждение группы Apex (1937)
В октябре 1937 года FCC объявила о масштабном распределении частот для различных конкурирующих служб, включая телевидение, ретрансляцию и общественное вещание, в диапазоне от 10 кГц до 300 МГц. В это распределение была включена полоса частот для станций типа Apex, состоящая из 75 каналов с интервалом 40 кГц, занимающая диапазон от 41,02 до 43,98 МГц. Интервал в 40 кГц между соседними частотами был в четыре раза больше, чем интервал в 10 кГц в стандартном AM-диапазоне, что снижало взаимные помехи и обеспечивало большую полосу пропускания для программ вещания высокого качества. По оценкам того времени, в эксплуатации находилось около 50 станций, работающих по принципу Apex, хотя и на разных частотах. Первой станцией, начавшей вещание в этой группе, была WBOE Кливлендского городского совета образования в Кливленде, штат Огайо.
Призначения в группе Apex (19371941)
Частота Назначение станции W8XHБаффало, Нью-Йорк: Buffalo Evening News/WBEN (–1939) н/д; не используется WCNY/WNYEБруклин, Нью-Йорк: New York City Board of Education (–1941) н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется WBOECливленд, Огайо: Cleveland City Board of Education (–1941) н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется W8XWJДетройт, Мичиган: Evening News Association/WWJ (–1940) н/д; не используется W3XIRФиладельфия, Пенсильвания: WCAU Broadcasting Co./WCAU (–1941) W2XWFНью-Йорк, Нью-Йорк: William G. H. Finch (–1941) W1XKABостон, Массачусетс: Westinghouse E. & M. Co./WBZ (–1941) W9XAZМилуоки, Висконсин: The Journal Co./WTMJ (–1941) W6XDALос-Анджелес, Калифорния: Columbia Broadcasting System/KNX W6XREЛос-Анджелес, Калифорния: Ben S. McGlashan/KGFJ W9XHWМиннеаполис, Миннесота: Columbia Broadcasting System/WCCO (–1940) W1XEQНью-Бедфорд, Массачусетс: E. Anthony & Sons/WNBH W2XDVНью-Йорк, Нью-Йорк: Columbia Broadcasting System/WABC W1XERМаунт-Вашингтон, Нью-Гэмпшир: Yankee Network (–1941) W8XNTCливленд, Огайо: United Broadcasting Co./WHK W1XKBСпрингфилд, Массачусетс: Westinghouse E. & M. Co./WBZA н/д; не используется W1XEHHартфорд, Коннектикут: Travelers Broadcasting Service Corp./WTIC (–1941) W9XERКанзас-Сити, Миссури: Midland Broadcasting Co./KMBC (–1941) н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется WBKYБитивилл, Кентукки: University of Kentucky (–1944) н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется н/д; не используется
Переход на FM (1941)
В то время, когда была создана полоса Apex, FCC отметила, что "Комиссия в ближайшее время тщательно рассмотрит потребности и требования к высокочастотным радиостанциям, использующим как обычную [AM] модуляцию, так и частотную модуляцию". 14 экспериментальных станций имели лицензии на использование диапазона Apex, всем из которых были присвоены рабочие частоты в нижней половине диапазона. (Примерно такое же количество экспериментальных станций получило разрешения на частоты в области 25–26 МГц.) Кроме того, в это же время 20 экспериментальным FM-станциям были выделены слоты в верхней половине частот диапазона Apex. Исследования комиссии вскоре выявили значительные преимущества FM-передач по сравнению с сигналами Apex AM. Качество звука, и особенно устойчивость к помехам от статики, включая помехи от молний, оказались значительно выше для FM. Хотя для FM-назначений требовалась в пять раз большая полоса пропускания, чем у станций Apex (200 кГц против 40 кГц), "эффект захвата" позволял FM-станциям, работающим на одной и той же частоте, располагаться ближе друг к другу, чем станции Apex. К 1939 году FCC начала рекомендовать станциям Apex рассмотреть возможность перехода на технически превосходящую FM-передачу. В мае 1940 года FCC приняла решение разрешить коммерческую полосу FM, начиная с 1 января 1941 года, работающую на 40 каналах в диапазоне 42–50 МГц. (Позже это было изменено на 88–106 МГц, а затем на 88–108 МГц, что увеличило количество каналов до 100.) Это новое назначение также привело к упразднению диапазона Apex, и станции Apex были уведомлены о необходимости либо прекратить вещание, либо перейти на FM. В результате этого изменения некоторые из первоначальных станций Apex были преобразованы в одни из первых FM-станций. Трём образовательным станциям была предоставлена некоторая отсрочка при переходе на FM: WBOE перешла на FM в феврале 1941 года, WNYE получила разрешение продолжать работу в качестве станции Apex до 29 июня 1941 года, а WBKY получила ряд разрешений на продолжение использования своего AM-передатчика до 1 мая 1944 года. Была предпринята как минимум одна попытка возродить концепцию диапазона Apex. Начиная с мая 1946 года, консультант по радиосвязи Саркес Тарзиан управлял 200-ваттной экспериментальной AM-станцией W9XHZ на частоте 87,75 МГц в Блумингтоне, штат Индиана. После двух лет успешной работы станции, которую он называл "HIFAM", в 1948 году он предложил FCC выделить небольшой высокочастотный вещательный диапазон шириной 400 кГц с интервалом 10 кГц между частотами. Тарзиан продвигал это как недорогую альтернативу дорогим FM-передатчикам и приемникам, утверждая, что к существующим AM-радиоприемникам можно добавить конвертер стоимостью 5,95 доллара, что позволит им принимать станции HIFAM. Он продолжал работать на своей экспериментальной станции, которая в конечном итоге стала KS2XAP, до 1950 года, хотя к тому времени часы ее вещания были значительно сокращены, поскольку FCC требовала, чтобы станция оставалась в эфире только тогда, когда находящаяся поблизости телекомпания WFBM в Индианаполисе не вещала. Это было связано с тем, что звуковой передатчик телеканала использовал ту же частоту, что и станция Тарзиана. Более того, после истечения срока действия окончательной лицензии его станции 1 июня 1950 года FCC отклонила дальнейшие запросы Тарзиана на продление, заключив, что не будет пересматривать свое предыдущее решение о том, что нет необходимости во втором AM-диапазоне.