Радиоволны разной длины обладают уникальными свойствами, определяющими их применение в радиосвязи и вещании. Длинные (ДВ) и средние волны (СВ) сыграли ключевую роль в развитии беспроводных технологий, хотя сегодня их значение несколько уменьшилось с появлением более современных диапазонов. В этой статье мы подробно рассмотрим различия между этими типами волн, их историю и современное применение.
Исторический контекст что появилось первым
Первые практические опыты по беспроводной передаче сигналов проводились с использованием именно длинных волн. Это объясняется технологическими возможностями конца XIX — начала XX веков. Генрих Герц в своих знаменитых экспериментах 1888 года использовал волны длиной несколько метров, что по современной классификации относится к ультракоротким волнам, но первые коммерческие системы связи быстро перешли на более длинные волны как технически более доступные.
Александр Попов в 1895 году и Гульельмо Маркони в последующие годы использовали в своих экспериментах волны длиной от сотен метров до нескольких километров. Первая трансатлантическая радиосвязь, осуществленная Маркони в 1901 году, работала на волнах длиной около 300 метров (частоты около 1 МГц), что по современной классификации относится к средним волнам.
Интересно отметить, что первоначально радиоволны не применялись для передачи звука — первые системы были телеграфными. Первую передачу звука осуществил канадец Реджинальд Фессенден 24 декабря 1906 года, использовав длинную волну 3750 метров (80 кГц). Это событие можно считать началом эры радиовещания.
Таким образом, хотя технически первыми в экспериментах Герца появились более короткие волны, в практической радиосвязи и вещании первыми широко стали применяться именно длинные и средние волны, причем средние волны начали активно использоваться несколько позже длинных.
Физические характеристики и диапазоны
Согласно международной классификации, к длинным волнам (ДВ) относятся радиоволны с частотой от 30 до 300 кГц, что соответствует длине волны от 10 до 1 километра. Средние волны (СВ) занимают диапазон от 300 кГц до 3 МГц (длина волны от 1 км до 100 метров).
Для радиовещания традиционно используются:
- ДВ: 148,5—283,5 кГц (ранее до 408 кГц)
- СВ: 526,5—1606,5 кГц (в Европе сетка с шагом 9 кГц, в Америке — 520—1710 кГц с шагом 10 кГц)
Перевод между частотой и длиной волны осуществляется по простой формуле: длина волны в метрах = 300 000 / частота в кГц. Например, частоте 150 кГц соответствует волна длиной 2000 метров.
Особенности распространения
Главное различие между длинными и средними волнами заключается в особенностях их распространения, что непосредственно влияет на сферы применения.
Длинные волны способны распространяться на расстояния до 1—2 тысяч километров за счет дифракции на сферической поверхности Земли. На больших расстояниях их распространение происходит благодаря направляющему действию сферического волновода между поверхностью Земли и ионосферой. Длинные волны слабо поглощаются ионосферой и могут огибать земной шар.
Днем ДВ распространяются преимущественно как поверхностные волны, а ночью, когда снижается поглощение в нижних слоях ионосферы, добавляется ионосферная составляющая, что значительно увеличивает дальность распространения.
Средние волны днем сильно поглощаются слоем D ионосферы, поэтому их распространение ограничено поверхностной волной (до 500—700 км). Ночью, когда слой D исчезает, средние волны могут отражаться от слоя E, что позволяет им распространяться на тысячи километров.
Важной особенностью СВ являются замирания сигнала (fading), вызванные интерференцией поверхностной и пространственной волн. Различают ближние замирания (на расстояниях до 500 км) и дальние (на больших расстояниях).
Технические аспекты передачи и приема
Для длинных волн характерны:
- Большие размеры антенных систем (из-за большой длины волны)
- Высокие требования к мощности передатчиков (десятки и сотни киловатт)
- Низкая скорость передачи информации (узкая полоса пропускания)
- Высокая помехоустойчивость
Средние волны позволяют:
- Использовать более компактные антенны
- Передавать информацию с большей скоростью (шире полоса пропускания)
- Работать с меньшими мощностями передатчиков
- Использовать более простые и дешевые приемники
Интересно, что на средних волнах наблюдается уникальное явление перекрестной модуляции, когда мощная станция может модулировать сигнал слабой станции прямо в ионосфере. Это происходит из-за нелинейных свойств ионосферы в этом диапазоне.
Историческое развитие и применение
Длинные волны первыми нашли широкое применение в радиосвязи. В первые два десятилетия XX века они были основным диапазоном для дальней связи. Строились мощные длинноволновые станции для трансокеанской связи. В России первая широковещательная станция — «Радио-1» — работала на частоте 171 кГц.
ДВ традиционно использовались для:
- Морской и авиационной навигации (радиомаяки)
- Радиовещания в удаленных регионах
- Связи с подводными лодками (волны проникают в воду)
- Передачи эталонных сигналов времени и частоты (например, на 66,6 и 50 кГц)
Средние волны стали активно использоваться для радиовещания с 1920-х годов. В СССР первая СВ-станция начала вещание в 1922 году в Нижнем Новгороде. В 1924 году началось регулярное вещание в Москве на длине волны 1010 м (297 кГц).
СВ оказались идеальным компромиссом между дальностью и качеством вещания, что сделало их основным диапазоном для AM-радио. В Северной Америке СВ-диапазон расширен до 1710 кГц, что позволяет разместить больше станций.
Современное состояние и перспективы
В XXI веке значение длинных и средних волн существенно уменьшилось. В России с 2014 года ДВ-диапазон практически не используется для вещания — закрылись такие легендарные станции, как «Радио-1», «Маяк», «Радио России». В мире также наблюдается тенденция к сокращению ДВ-вещания. Например, BBC планирует прекратить ДВ-вещание Radio 4 (198 кГц) не позднее 2027 года.
Средние волны сохраняют некоторое значение, особенно в регионах с плохо развитой инфраструктурой. В России по состоянию на 2025 год продолжает вещание «Радио Восток России» на 765 кГц в Хабаровском крае, «Радио Радонеж» на 684 кГц в Санкт-Петербурге и некоторые другие. В Европе и Азии ночью можно принять множество СВ-станций, что подтверждают радиолюбители.
Интересно, что в США развернулась дискуссия о сохранении AM-радио (СВ) в автомобилях. Такие производители, как Ford, Tesla и Volkswagen, уже убрали AM-приемники из электромобилей, ссылаясь на помехи от электродвигателей. Но представители аварийных служб подчеркивают важность AM-диапазона для системы оповещения о чрезвычайных ситуациях.
Длинные и средние волны сыграли ключевую роль в развитии радиосвязи и вещания. Хотя технически первыми в экспериментах появились более короткие волны, именно ДВ и СВ стали основой первых коммерческих систем. Их различия в распространении определили разные сферы применения: ДВ — для дальней связи и навигации, СВ — для массового вещания.
Поставьте, пожалуйста, лайк за радиоволны!
