Radiostasjonen er den nødvendige infrastrukturen (mikrofoner, kontrollsentre, forsterkere, modulatorer, antenner, radiostudioer) for å kunne overføre lyd (lyd), noen ganger med relaterte metadata, gjennom radiobølger som er bestemt til å nå et bredt publikum. I terrestrisk kringkasting sendes radiobølger av en jordbasert radiostasjon, mens i satellittradio sendes radiobølger av en satellitt i jordbane. For å motta innholdet må lytteren ha en kringkastingsmottaker ( radio). Stasjoner er ofte tilknyttet et radionettverk som leverer innhold i et vanlig radioformat, enten i kringkastingssyndikering eller simulcast eller begge deler. Radiostasjoner sender med flere ulike typer modulasjon: AM -radiostasjoner sender i AM (amplitudemodulasjon), FM -radiostasjoner sender i FM (frekvensmodulasjon), som er eldre analoge lydstandarder, mens nyere digitale radiostasjoner sender i ulike digitale lydstandarder : DAB (Digital Audio Broadcasting), HD Radio, DRM (Digital Radio Mondiale). Fjernsynskringkasting er en uavhengig tjeneste som også bruker radiofrekvenser til å overføre TV (video) signaler.
De første radiostasjonene var radiotelegrafisystemer og sendte ikke lyd. For at lydoverføringer skulle være mulig, var det nødvendig å innlemme elektroniske deteksjons- og forsterkningsenheter.
Den termioniske ventilen (en slags vakuumrør) ble oppfunnet i 1904 av den engelske fysikeren John Ambrose Fleming . Han utviklet en enhet som han kalte en "svingventil" (fordi den passerer strøm i bare én retning). Det oppvarmede filamentet, eller katoden , var i stand til å sende ut termioniske elektroner som ville strømme til platen (eller anoden ) når den var på en høyere spenning. Elektroner kunne imidlertid ikke passere i motsatt retning fordi platen ikke ble oppvarmet og dermed ikke var i stand til å sende ut termioniske elektroner . Senere kjent som en Fleming-ventil, kunne den brukes som både en AC-likeretter og en radiobølgedetektor. [ 1 ] Dette forbedret rekkevidden av krystaller som rettet opp radiosignalet kraftig ved å bruke en tidlig krystallbasert solid-state diode og en såkalt cat's whisker. Det som imidlertid fortsatt var nødvendig var en forsterker.
Trioden ( kvikksølvdamp fylt med et kontrollgitter) ble skapt 4. mars 1906 av østerrikeren Robert von Lieben [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] uansett det, den 25. oktober 1906, [ 5 ] [ 6 ] Lee De Forest patenterte sin tre-element Audion. Det ble ikke satt ut i livet før i 1912, da forskere anerkjente dens evne til å forsterke. [ 7 ]
Rundt 1920 hadde ventilteknologien modnet til et punkt hvor kringkasting raskt ble levedyktig. [ 8 ] [ 9 ] Imidlertid kan en tidlig lydoverføring som kan kalles en sending ha skjedd på julaften 1906 av Reginald Fessenden , selv om dette er omstridt. [ 10 ] Mens mange tidlige eksperimenter prøvde å lage systemer som ligner på radiotelefonenheter der bare to parter måtte kommunisere, var det andre som prøvde å kringkaste til et større publikum. Charles Herrold begynte å kringkaste i California i 1909 og hadde med seg lyd året etter. (Herrold-stasjonen ble til slutt KCBS.)
I Haag , Nederland , begynte PCGG å sende 6. november 1919, noe som muligens gjorde den til den første kommersielle kringkastingsstasjonen. I 1916 begynte Frank Conrad , en elektroingeniør ansatt i Westinghouse Electric Corporation, å kringkaste fra garasjen hans i Wilkinsburg , Pennsylvania under bokstavene 8XK. Stasjonen ble senere flyttet til toppen av Westinghouse fabrikkbygning i East Pittsburgh , Pennsylvania . Westinghouse relanserte stasjonen som KDKA 2. november 1920, som den første kommersielt lisensierte radiostasjonen i USA. [ 11 ] Den kommersielle kringkastingsbetegnelsen kommer fra typen kringkastingslisens; annonsene ble ikke sendt før år senere. Den første lisensierte sendingen i USA kom fra KDKA selv : Resultatet av presidentvalget i Harding/Cox. Montreal-stasjonen som ble CFCF begynte å kringkaste programmer 20. mai 1920, og Detroit-stasjonen som ble WWJ begynte å kringkaste programmer fra 20. august 1920, selv om ingen av dem var lisensiert på den tiden.
I 1920 begynte trådløse sendinger for underholdning i Storbritannia fra Marconi 2MT Research Center i Writtle nær Chelmsford, England. En kjent sending fra Marconis New Street Works-fabrikk i Chelmsford ble fremført av den kjente sopranen Dame Nellie Melba 15. juni 1920, hvor hun sang to arier og sin berømte triller. Hun var den første internasjonalt anerkjente artisten som deltok i direkte radiosendinger. Station 2MT begynte å kringkaste regelmessig underholdning i 1922. BBC fusjonerte i 1922 og mottok et kongelig charter i 1926, noe som gjorde den til verdens første nasjonale kringkaster [ 12 ] [ 13 ] fulgt av tsjekkisk radio og andre europeiske stasjoner i 1923.
Radio Argentina begynte regelmessige planlagte sendinger fra Teatro Coliseo i Buenos Aires 27. august 1920, og gjorde sitt eget prioriterte krav. Stasjonen fikk sin lisens 19. november 1923. Forsinkelsen skyldtes mangelen på offisielle argentinske lisensprosedyrer før den datoen. Denne stasjonen fortsatte å regelmessig kringkaste underholdning og kulturell mat i flere tiår. [ 14 ]
Radio i utdanning fulgte snart, og universiteter over hele USA begynte å legge til kringkastingskurs i læreplanene sine. Curry College i Milton, Massachusetts introduserte en av de første kringkastingsfagene i 1932 da høyskolen inngikk samarbeid med WLOE i Boston for at studenter skulle kringkaste programmer. [ 15 ] I 1931 eide de fleste amerikanske hjem minst én radiomottaker. [ 16 ]
I samsvar med ITUs radioreglement (artikkel 1.61) vil hver kringkastingsstasjon bli klassifisert i henhold til tjenesten den opererer permanent eller midlertidig i.
Radiooverføring har flere former. Disse inkluderer AM- og FM-stasjoner . Det er flere undertyper, nemlig kommersiell kringkasting, ikke-kommersiell pedagogisk allmennkringkasting og non-profit varianter, samt samfunnsradio, studentdrevne campusradiostasjoner og sykehusradiostasjoner som finnes over hele verden. . Mange stasjoner sender på kortbølgebånd ved hjelp av AM -teknologi som kan mottas tusenvis av miles (spesielt om natten). For eksempel har BBC , VOA , VOR og Deutsche Welle sendt på kortbølge til Afrika og Asia . Disse utslippene er svært følsomme for atmosfæriske forhold og solaktivitet.
Nielsen Audio , tidligere kjent som Arbitron, det USA-baserte selskapet som rapporterer radiopublikum, definerer en "radiostasjon" som en AM- eller FM-stasjon lisensiert av myndighetene; en HD-radiostasjon (primær eller multicast); en Internett-feed fra en eksisterende statlig lisensiert stasjon; en av satellittradiokanalene fra XM Satellite Radio eller Sirius Satellite Radio; eller, potensielt, en stasjon som ikke er lisensiert av myndighetene. [ 17 ]
AM -stasjoner var de første kringkastingsstasjonene som ble utviklet. AM refererer til amplitudemodulasjon, en måte å sende radiobølger på ved å variere amplituden til bæresignalet som svar på amplituden til signalet som skal sendes. Mellombølgebåndet brukes over hele verden for AM-kringkasting . Europa bruker også langbølgebåndet. Som svar på den økende populariteten til stereo FM-radiostasjoner på slutten av 1980-tallet og begynnelsen av 1990-tallet, begynte noen nordamerikanske stasjoner å kringkaste i AM-stereo, selv om dette aldri fanget opp og svært få mottakere ble solgt.
Signalet er utsatt for forstyrrelser fra elektriske stormer (lyn) og annen elektromagnetisk interferens (EMI). [ 18 ] En fordel med AM- radiosignalet er at det kan oppdages (konverteres til lyd) med enkelt utstyr. Hvis et signal er sterkt nok, er det ikke engang nødvendig med strømforsyning; Å bygge en krystallradiomottaker uten strøm var et vanlig barndomsprosjekt i de tidlige tiårene med AM-kringkasting .
AM -sendinger forekommer på eteren i Nord-Amerika i mellombølgefrekvensområdet 525 til 1705 kHz (kjent som "standard kringkastingsbånd"). Bandet ble utvidet på 1990-tallet ved å legge til ni kanaler fra 1605 til 1705 kHz. Kanaler er fordelt hver 10 kHz i Amerika og generelt hver 9 kHz overalt ellers.
AM -overføringer kan ikke forplantes ionosfærisk i løpet av dagen på grunn av sterk absorpsjon i ionosfærens D -lag . I et overfylt kanalmiljø betyr dette at kraften til regionale kanaler som deler en frekvens må reduseres om natten eller sendes retningsbestemt for å unngå forstyrrelser, noe som reduserer potensielle seere sent på kvelden. Noen stasjoner har frekvenser som ikke deles med andre stasjoner i Nord-Amerika ; disse kalles klare kanalstasjoner. Mange av dem kan høres over store deler av landet om natten. I løpet av natten forsvinner absorpsjonen stort sett og lar signaler reise til mye fjernere steder via ionosfæriske refleksjoner. Imidlertid kan signalfading være alvorlig om natten.
AM- radiosendere kan overføre lydfrekvenser opp til 15 kHz (nå begrenset til 10 kHz i USA på grunn av FCC-regler utformet for å redusere interferens), men de fleste mottakere kan bare reprodusere frekvenser opptil 5 kHz eller mindre. Da AM-kringkastingen begynte på 1920-tallet, ga dette tilstrekkelig troskap for eksisterende mikrofoner, 78 rpm-opptak og høyttalere. Senere ble lydutstyrets trofasthet betraktelig forbedret, men det gjorde ikke mottakerne. Å redusere båndbredden til mottakere reduserer produksjonskostnadene og gjør dem mindre utsatt for forstyrrelser. AM-stasjoner blir aldri tildelt tilstøtende kanaler i samme tjenesteområde. Dette forhindrer sidebåndskraft generert av to stasjoner fra å forstyrre hverandre. [ 19 ] Bob Carver skapte en AM-stereotuner ved bruk av notch-filtrering som viste at en AM -sending kan møte eller overgå 15 kHz basebåndbredde som er tildelt FM -stasjoner uten upassende forstyrrelser. Etter flere år ble tuneren avviklet. Bob Carver hadde forlatt selskapet, og Carver Corporation reduserte senere antall produserte modeller før de avbrøt produksjonen helt.
I tillegg til mellombølgebåndene brukes også amplitudemodulasjon (AM) på kort- og langbølgebåndene. Shortwave brukes først og fremst for nasjonale kringkastere, internasjonal propaganda eller religiøse kringkastingsorganisasjoner. Kortbølgeoverføringer kan ha en internasjonal eller interkontinental rekkevidde avhengig av atmosfæriske forhold. [ 20 ] Langbølget AM-kringkasting forekommer i Europa , Asia og Afrika . Grunnbølgeutbredelse ved disse frekvensene påvirkes lite av daglige endringer i ionosfæren, så kringkastere trenger ikke å redusere strøm om natten for å unngå forstyrrelser med andre sendere.
FM refererer til frekvensmodulasjon og forekommer på VHF -bølger i frekvensområdet 88 til 108 MHz overalt unntatt Japan og Russland . Russland , som det tidligere Sovjetunionen , bruker frekvenser fra 65,9 til 74 MHz i tillegg til verdensstandarden. Japan bruker frekvensbåndet 76 til 90 MHz.
Edwin Howard Armstrong oppfant FM-radio for å overvinne problemet med radiofrekvensinterferens (RFI), som plaget AM-radiomottak . Samtidig ble det oppnådd høyere troskap ved å plassere stasjonene lenger ut i radiofrekvensspekteret. I stedet for en avstand på 10 kHz, som på AM-båndet i USA , er FM - kanalene 200 kHz (0,2 MHz) fra hverandre. I andre land er større avstand noen ganger obligatorisk, for eksempel i New Zealand , som bruker 700 kHz (tidligere 800 kHz) avstand. Den forbedrede påliteligheten som var tilgjengelig var langt foran 1940-tallets lydutstyr, men en bred kanalavstand ble valgt for å dra nytte av FM-støydempingsfunksjonen.
En båndbredde på 200 kHz er ikke nødvendig for å ta imot et lydsignal; 20 kHz til 30 kHz er alt som trengs for et smalbånds FM-signal. 200 kHz-båndbredden ga rom for et signalavvik på ±75 kHz fra den tilordnede frekvensen, pluss beskyttelsesbånd for å redusere eller eliminere tilstøtende kanalinterferens. Den større båndbredden gjør det mulig å overføre et 15 kHz båndbredde lydsignal pluss en 38 kHz stereo "underbærer", et signal som er koblet til hovedsignalet. Noen stasjoner bruker den ekstra ubrukte kapasiteten til å kringkaste offentlige tjenester, for eksempel bakgrunnsmusikk for offentlige områder, ekstra GPS-signaler eller finansmarkedsdata.
Problemet med nattlige AM-radioforstyrrelser ble adressert på en annen måte. På det tidspunktet FM ble satt opp, var de tilgjengelige frekvensene mye høyere i spekteret enn de som ble brukt for AM-radio, med en faktor på rundt 100. Bruk av disse frekvensene betydde at selv ved mye høyere effekt var rekkevidden til et gitt FM-signal mye kortere; Derfor var markedet mer lokalt enn AM-radio. Resepsjonen om natten er den samme som om dagen. Alle FM-sendinger er siktlinje og ionosfærisk sprett er ikke mulig. De mye større båndbreddene, sammenlignet med AM og SSB, er mer utsatt for fasespredning. Utbredelseshastigheter (celeriteter) er raskest i ionosfæren ved den laveste sidebåndsfrekvensen. Forskjellen i hastighet mellom øvre og nedre sidebånd er ganske tydelig for lytteren. Slik forvrengning forekommer opp til frekvenser på rundt 50 MHz. Høyere frekvenser reflekteres ikke av ionosfæren eller av tordenskyer. Månerefleksjoner har blitt brukt i noen eksperimenter, men de krever upraktiske kraftnivåer.
Den opprinnelige FM-radiotjenesten i USA var Yankee Network , som ligger i New England . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Vanlig FM-kringkasting begynte i 1939, men utgjorde ikke en betydelig trussel mot AM-kringkastingsindustrien. Det krevde kjøp av en spesiell mottaker. Frekvensene som ble brukt, 42 til 50 MHz, var ikke de som brukes i dag. Overgangen til nåværende frekvenser, 88 til 108 MHz, begynte etter slutten av andre verdenskrig og ble til en viss grad pålagt av AM-kringkastere som et forsøk på å lamme det som nå ble sett på som en potensielt alvorlig trussel.
FM-radioen til det nye bandet måtte starte fra første etasje. Som et kommersielt foretak forble det et lite brukt medium for lydentusiaster frem til 1960-tallet. De fleste velstående AM-stasjoner, eller deres eiere, skaffet seg FM-lisenser og har ofte den samme programmeringen på FM-stasjonen. enn på AM-stasjonen ("simulcast") "). FCC begrenset denne praksisen på 1960-tallet. På 1980-tallet, siden nesten alle nye radioer inkluderte AM- og FM-tunere, ble FM det dominerende mediet, spesielt i byer. På grunn av sin større rekkevidde forble AM mer vanlig i landlige omgivelser.