Предупреждаю сразу: сильно просто не получится. Слишком уж сложная штука модуляция.

Что бы понять, что такое модуляция, нужно знать, что такое частота, с этого и начнём.
Для примера возьмём качели: частота качания качелей, это число полных колебаний, качелей в секунду.
Полных, это значит что одно колебание, это движение качели от самого крайнего левого положения, вниз, через центр до самого максимального уровня справа и потом опять через центр до того же уровня слева.
Обычные дворовые качели имеют частоту порядка 0,5 герца, значит что полное колебание они совершают за 2 секунды.
Динамик звуковой колонки качается гораздо быстрее, воспроизводя ноту "Ля" первой октавы (440 герц), он совершает 440 колебаний в секунду.
В электрических цепях колебания, это качание напряжения, от максимального положительного значения, вниз, через ноль напряжения до максимального отрицательного значения, вверх, через ноль опять до максимального положительного. Или от максимального напряжения, через некое среднее до минимального, потом опять через среднее, опять до максимального.
На графике (или экране осциллографа) это выглядит так:

Частота колебаний напряжения на выходе радиостанции излучающей несущую на 18 канале сетки C в "европпе" будет 27175000 колебаний в секунду или 27 мегагерц и 175 килогерц (мега - миллион; кило - тысяча).

Что бы сделать модуляцию наглядной, выдумаем два неких сигнала, один частотой 1000Гц, второй 3000Гц, графически они выглядят так:

Заметим, как отображены эти сигналы на графиках слева. Это графики частоты и уровня. Чем больше частота сигнала, тем правее будет изображён на таком графике сигнал, чем больше его уровень (мощность), тем выше линия этого сигнала на графике.

Теперь представим, что оба эти сигнала мы сложили, то есть в готовом виде наш вымышленный тестовый сигнал есть сумма двух сигналов. Как сложили? Очень просто - поставили микрофон и посадили двух людей перед ним: мужика, который кричал на частоте 1000Гц и бабу, которая верещала на 3000Гц, на выходе микрофона мы получили наш тестовый сигнал, который выглядит так:

И вот именно этот тестовый сигнал мы и будем "подавать" на микрофонный вход нашего вымышленного передатчика, изучая что получается на выходе (на антенне) и как всё это влияет на разборчивость и дальность связи.

О модуляции вообще

Модулированный сигнал несущей на выходе любого передатчика в любом случае (при любой модуляции) получается методом сложения или умножения сигнала несущей на сигнал, который нужно передать, например сигнал с выхода микрофона. Разница между модуляциями лишь в том, что умножается, с чем складывается и в какой части схемы передатчика это происходит.
В плане приёма, тут всё сводится к тому, что бы из принятого сигнала выделить то, чем был модулирован сигнал, усилить это и сделать понятным (слышимым, видимым).

Амплитудная модуляция - AM (АМ, амплитудная модуляция)

Как можно видеть, при амплитудной модуляции уровень напряжения колебаний высокой частоты (несущей) напрямую зависит от величины напряжения поступающего с микрофона.
Напряжение на выходе микрофона увеличивается, увеличивается и напряжение несущей на выходе передатчика, то есть больше мощности на выходе, меньше напряжение с микрофона, меньше напряжение на выходе. Когда напряжение на выходе микрофона в некой центральной позиции, то передатчик излучает некую центральную мощность (при АМ модуляции в 100% при тишине перед микрофоном 50% мощности).
Глубиной АМ модуляции называется уровень влияния сигнала с микрофона на уровень выходной мощности передатчика. Если виляние 30% то значит самый сильный отрицательный импульс напряжения с микрофона уменьшит уровень несущей на выходе на 30% от максимальной мощности.
А вот так выглядит спектр сигнала с AM модуляцией (распределение его компонентов по частотам):

По центру, на частоте 27175000 Гц у нас несущая, а ниже и выше по частоте "боковые полосы", то есть суммы сигнала несущей и звуковых частот нашего тестового сигнала:
27175000+1000Гц и 27175000-1000Гц
27175000+3000Гц и 27175000-3000Гц
Сигналы "несущая минус звук" - нижняя боковая полоса, а "несущая плюс звук" - верхняя боковая полоса.
Не трудно заметить, что для передачи информации достаточно только одной боковой полосы, вторая лишь повторяет ту же самую информацию, но только с противоположным знаком попусту расходуя мощность передатчика на излучение этой дублирующей информации в эфир.
Если убрать несущую, которая полезной информации вообще не содержит и одну из боковых полос, то получиться SSB модуляция (по-русски: ОБП) - модуляция с одной боковой полосой и отсутствующей несущей (однополосная модуляция).

SSB модуляция (ОБП, однополосная модуляция)

Вот так выглядит SSB на выходе передатчика:

Видно, что этот сигнал мало чем отличается от АМ модуляции. Оно и понятно, SSB это продолжение AM, то есть SSB создаётся из АМ модуляции, из сигнала которой удаляется не нужная боковая полоса и несущая.
Если же взглянуть на спектр сигнала, то разница очевидна:

Здесь нет ни несущей ни дублирующей боковой полосы (на этом графике показана USB, т.е. однополосная модуляция, где оставлена верхняя боковая полоса, есть ещё и LSB, это когда оставлена нижняя боковая полоса).
Нет несущей, нет дублирующей боковой - вся мощность передатчика уходит только на передачу полезной информации.
Только принять такую модуляцию на обычный АМ приёмник невозможно. Для приёма нужно восстановить "отправную точку" - несущую. Сделать это просто - частота на которой работает передатчик известна, значит нужно лишь добавить несущую такой же частоты и отправная точка появиться. Любопытный читатель наверно уже заметил, что если не известна частота передатчика, то отправная точка будет не правильная, мы добавим не ту несущую, что же мы при этом услышим? А услышим мы при этом голос или "быка" или "гномика". Произойдёт это потому, что приёмник в данном виде модуляции не знает, какие частоты были у нас изначально, то ли это были 1000Гц и 3000Гц, то ли 2000Гц и 4000Гц, то ли 500Гц и 2500Гц - "расстояния" то между частотами верные, а вот начало сместиться, как результат или "пи-пи-пи" или "бу-бу-бу".

CW модуляция (телеграф)

С телеграфом всё просто - это сигнал 100% АМ модуляция, только резкая: или сигнал есть на выходе передатчика или сигнала нет. Нажат телеграфный ключ - есть сигнал, отпущен - нет ничего.
Выглядит на графиках телеграф вот так:

Соответственно спектр телеграфного сигнала:

То есть частота несущей 100% промодулирована нажатиями на телеграфный ключ.
Почему на спектре 2 палочки немного отступая от сигнала "центральной частоты" а не одна единственная - несущей?
Здесь всё просто: как бы то ни было, телеграф это АМ, а АМ это сумма сигналов несущей и модуляции, так как телеграф (морзянка), это серия нажатий на ключик то это тоже колебания с некоторой но частотой, пусть и низкой по сравнению со звуком. Именно на частоту нажатия на ключик и отступают боковые полосы телеграфного сигнала от несущей.
Как передавать такие сигналы?
В простейшем случае - нажимая на кнопку передачи во время молчания перед микрофоном.
Как принимать такие сигналы?
Для приёма нужно несущую, появляющуюся в эфире в такт нажатиям на ключ, превратить в звук. Методов много, самый простой - подключить к выходу детектора АМ приёмника схему, которая пикает каждый раз как на детекторе появляется напряжение (т.е. на детектор поступает несущая). Более сложный и разумный способ - смешать сигнал поступающий из эфира с сигналом генератора (гетеродина) встроенного в приёмник, а разность сигналов подать на усилитель звука. Так если частота сигнала в эфире 27175000Гц, частота генератора приёмника 27174000, то на вход усилителя звуковой частоты поступит сигнал 27175000+27174000=54349000Гц и 27175000-27174000=1000Гц, естественно первый из них не звуковой а радиосигнал, его усилитель звука не усилит, а вот второй, 1000Гц, это уже слышимый звук и его он усилит и мы услышим "пииии", пока есть в эфире несущая и тишину (шумы эфира) когда нет.
Кстати, когда включаются двое на передачу одновременно, эффект "пииии" возникающий от сложения и вычитания несущих в приёмнике, думаю, замечали многие. То что слышно - разница между сигналами несущих возникающая в нашем приёмнике.

FM модуляция (ЧМ, частотная модуляция)

Собственно суть частотной модуляции проста: частота несущей в такт напряжению на выходе микрофона немного меняется. Когда напряжение на микрофоне увеличивается, увеличивается и частота, когда уменьшается напряжение на выходе микрофона, то уменьшается и частота несущей.
Уменьшение и увеличение частоты несущей происходит в небольших пределах, например для Си-Би радиостанций это плюс/минус 3000Гц при частоте несущей порядка 27000000Гц, для радиовещательных станций FM диапазона, это плюс/минус 100000Гц.
Параметр ЧМ модуляции - индекс модуляции. Соотношение звука максимальной частоты которую пропустит микрофонный усилитель передатчика к максимальному изменению частоты несущей при самом громком звуке. Не трудно заметить, что для Си-Би это 1 (или 3000/3000), а для вещательных станций FM это примерно 6 ... 7 (100000/15000).
При ЧМ модуляции несущая по уровню (мощность сигнала передатчика) всегда постоянна, она не меняется от громкости звуков перед микрофоном.
В графическом виде, на выходе передатчика ЧМ модуляция выглядит так:

При ЧМ модуляции, как и при АМ на выходе передатчика есть и несущая и две боковые полосы, так как частота несущей болтается в такт модулирующему сигналу, отступая от центра:

DSB, ДЧТ, фазовая и другие виды модуляции

Справедливости ради, нужно отметить, что существуют и другие виды модуляции несущей:
DSB - две боковые полосы и отсутствующая несущая. DSB, по сути АМ модуляция у которой удалена (вырезана, подавлена) несущая.
ДЧТ - двухчастотный телеграф, по сути, есть не что иное, как частотная модуляция, но нажатиями телеграфного ключа. Например, точке соответствует сдвиг несущей на 1000Гц, а тире на 1500Гц.
Фазовая модуляция - модуляция фазы несущей. Частотная модуляция при малых индексах 1-2 по сути есть фазовая модуляция.

В некоторых системах (телевидение, FM стерео радиовещание) модуляция несущей осуществляется ещё одной промодулированной несущей, а она уже и несёт полезную информацию.
Например, упрощённо, FM стерео вещательный сигнал, это несущая промодулированная частотной модуляцией, сигналом который сам есть несущая промодулированная DSB модуляций, где одна боковая - это сигнал левого канала, а другая боковая полоса это сигнал правого канала звука.

Важные аспекты приёма и передачи сигналов АМ, ЧМ и SSB

Так как АМ и SSB это модуляции, у которых выходной сигнал передатчика пропорционален напряжению, поступающему с микрофона, то важно, что бы он линейно усиливался, как на приёмной, так и на передающей стороне. То есть если усилитель усиливает в 10 раз, то при напряжении на его входе 1 вольт на выходе должно быть 10 вольт, а при 17 вольтах на входе на выходе должно быть точно 170 вольт. Если усилитель будет не линеен, то есть при напряжении на входе 1 вольт усиление 10 и на выходе 10 вольт, а при 17 вольтах на входе усиление окажется лишь 5 и на выходе будет 85 вольт, то появятся искажения - хрипы и хрюки при громких звуках перед микрофоном. Если усиление будет наоборот меньше для малых входных сигналах, то будут хрипы при тихих звуках и неприятные призвуки даже при громких (потому что в начале своего колебания любой звук проходит зону близкую к нулю).
Особенна важна линейность усилителей для SSB модуляции.

Для выравнивания уровней сигналов в приёмниках АМ и SSB используются специальные узлы схемы - автоматические регуляторы усиления (схемы АРУ). Задача АРУ выбирать такое усиление узлов приёмника, что бы и сильный сигнал (от близкого корреспондента) и слабый (от удалённого), в конце концов, оказались примерно одинаковыми. Если АРУ не использовать, то слабые сигналы будут слышны тихо-тихо, а сильные разорвут излучатель звука приёмника в клочки, как капля никотина разрывает хомяка. Если же АРУ будет слишком быстро реагировать на изменение уровня, то она начнёт не просто выравнивать уровни сигналов от близких и далёких корреспондентов, но и внутри сигнала "душить" модуляцию - уменьшая усиление при повышении напряжения и повышая при понижении, сводя всю модуляцию к немодулированному сигналу.

Для ЧМ модуляции не требуется особой линейности усилителей, при ЧМ модуляции информацию несёт изменение частоты и никакое искажение или ограничение уровня сигнала не может изменить частоту сигнала. Собственно в приёмнике ЧМ вообще обязательно установлен ограничитель уровня сигнала, так как уровень не важен, важна частота, а изменение уровня будет только мешать выделить изменения частоты и превратить ЧМ несущую в звук сигнала, которым она промодулирована.
К слову сказать, именно из-за того, что в ЧМ приёмнике все сигналы ограничиваются, то есть слабые шумы имеют почти тот же уровень, что и сильный полезный сигнал, в отсутствии сигнала ЧМ детектор (демодулятор) так сильно шумит - он пытается выделить изменение частоты шумов на входе приёмника и шумов самого приёмника, а в шумах изменение частоты сильно велико и случайно, вот и слышны случайные сильные звуки: громкий шум.
В АМ и SSB приёмнике шума при отсутствии сигнала меньше, так как сам шум приёмника по уровню всё же мал и шумы на входе по сравнению с полезным сигналом по уровню малы, а для AM и SSB важен именно уровень.

Для телеграфа тоже не очень важна линейность, там информацию несёт само наличие или отсутствие несущей, а её уровень лишь побочный параметр.

ЧМ, АМ и SSB на слух

В сигналах АМ и SSB гораздо заметнее импульсные помехи, такие как треск неисправного зажигания автомобилей, щелчки грозовых разрядов или рокот от импульсных преобразователей напряжения.
Чем слабее сигнал, чем меньше его мощность, тем тише звук на выходе приёмника, а чем сильнее, тем громче. Хотя АРУ и делает своё дело, выравнивая уровни сигналов, но её возможности не бесконечны.
Для SSB модуляции практически невозможно пользоваться шумоподавителем и вообще понять, когда другой корреспондент отпустил передачу, так как при молчании перед микрофоном в SSB передатчик в эфир ничего не излучает - нет несущей, а если перед микрофоном тишина, то нет и боковых полос.

ЧМ сигналы меньше подвержены влиянию импульсных помех, но из-за сильного шума ЧМ детектора в отсутствии сигнала просто невыносимо сидеть без шумоподавителя. Каждое выключение передачи корреспондента в приёмнике сопровождается характерным "пшык" - детектор уже начал переводить шумы в звук, а шумоподавитель ещё не закрылся.

Если слушать АМ на ЧМ приёмник или наоборот, то будет слышно хрюканье, но разобрать о чём речь всё же можно. Если на ЧМ или АМ приёмник послушать SSB, то будет только дикая аудио-каша из "хрю-жу-жу-бжу" и совершенно никакой разборчивости.
На SSB приёмник можно прекрасно послушать CW (телеграф), АМ, а с некоторыми искажениями и ЧМ с малыми индексами модуляции.

Если включаются одновременно две или больше АМ или ЧМ радиостанций на одной частоте, то получается каша из несущих, этакий писк и визг среди которого ничего не разобрать.
Если же включатся два или больше SSB передатчика на одной частоте, то в приёмнике будет слышно всех, кто говорил, так как несущей у SSB нет и биться (смешиваться до свиста) нечему. Слышно всех, так, словно все сидят в одной комнате и разом заговорили.

Если у АМ или ЧМ частота приёмника не точно совпадает с частотой передатчика, то появляются искажения на громких звуках, "подхрипывания".
Если у SSB передатчика частота меняется в такт уровню сигнала (например, аппаратура не тянет по питанию), то в голосе слышно бульканье. Если плавает частота приёмника или передатчика, то звук плавает по частоте, то "бубнит", то "чирикает".

Эффективность видов модуляции - АМ, ЧМ и SSB

Теоретически, подчёркиваю - теоретически, при равной мощности передатчика, дальность связи от вида модуляции будет зависеть так:
АМ = Расстояние * 1
ЧМ = Расстояние * 1
SSB = Расстояние * 2
В той самой теории, энергетически, SSB выигрывает у АМ в 4 раза по мощности, или в 2 раза по напряжению. Выигрыш появляется за счёт того, что мощность передатчика не расходуется на излучение бесполезной несущей и попусту дублирующей информацию второй боковой полосы.
На практике выигрыш меньше, так как мозг человека не привык слышать шумы эфира в паузах между громкими звуками и несколько страдает разборчивость.
ЧМ тоже модуляция "с сюрпризом" - одни умные книги говорят, что АМ и ЧМ одна другой не лучше, а то и вовсе ЧМ хуже, другие утверждают, что при малых индексах модуляции (а это Си-Би и радиолюбительские радиостанции) ЧМ выигрывает у АМ в 1,5 раза. На деле, по субъективному мнению автора ЧМ "пробивнее", чем АМ примерно в 1,5 раза, прежде всего, потому что ЧМ менее подвержена импульсным помехам и качаниям уровня сигнала.

Аппаратура АМ, ЧМ и SSB в плане сложности и переделки одного в другое

Самая сложная аппаратура это SSB.
По сути SSB аппарат с лёгкостью может работать в AM или ЧМ после ничтожно малой переделки.
Переделать АМ или ЧМ приёмопередатчик в SSB почти невозможно (потребуется ввести в схему очень, очень много дополнительных узлов и полностью переделать блок передатчика).
От автора: переделка АМ или ЧМ аппарата в SSB лично мне кажется полным безумием.
SSB аппарат "с нуля" - собирал, но что бы переделать АМ или ЧМ в SSB - нет.

Второй по сложности, это ЧМ аппарат.
По сути ЧМ аппарат уже содержит в приёмнике всё, что нужно для детектирования АМ сигналов, так как у него тоже есть АРУ (автоматическая регулировка усиления) и следовательно детектор уровня принимаемой несущей, то есть по сути полноценный АМ приёмник, только работающий где-то там, внутри (от этой части схемы работает и пороговый шумоподавитель).
С передатчиком будет сложнее, так как почти все его каскады работают в не линейном режиме.
От автора: переделать можно, но никогда в этом не было нужды.

АМ аппаратура самая простая.
Что бы переделать АМ приёмник в ЧМ, потребуется ввести новые узлы - ограничитель и ЧМ детектор. По факту ограничитель и ЧМ детектор, это 1 микросхема и чуть-чуть деталей.
Переделка АМ передатчика в ЧМ значительно проще, так как нужно лишь ввести цепочку, которая будет "болтать" частоту несущей в такт напряжению, поступающему с микрофона.
От автора: пару раз переделывал АМ трансивер в АМ/ЧМ, в частности Си-Би радиостанции "Cobra 23 plus" и "Cobra 19 plus".

На заре развития радиовещания мощные высокочастотные колебания получали с помощью электромашинных генераторов. Это были обычные электрогенераторы, у которых количество пар полюсов, схема соединения обмоток и скорость вращения ротора были выбраны такими, чтобы частота генерируемого сигнела составляла десятки килогерц. В то время передатчики на радиолампах еще не получили своего развития и электромашинный метод вполне позволял получать высокочастотные колебания высокого уровня мощности. Правда частоты этих колебаний не могли превысить естественных механических и конструктивных ограничений и, как правило, такие радиостанции работали на частотах ниже 100 КГц. По нашим сегодняшним меркам — это сверхдлинные волны. Таким образом, развитие радиовещания началось с освоения самых нижних частот.

Я не буду углубляться в исторический экскурс развития радиочастотного спектра для целей вещания. Приведу его целиком в виде таблицы. Такое распределение частот имеется на сегодняшний день.

Диапазон	Частоты	Вид модуляции	Жаргонное название
ДВ (LW)	144 — 415 КГц	Амплитудная (АМ) — моно Цифровое радиовещание DRM (Digital Radio Mondiale)	-
СВ (MW)	520 — 1602 КГц		АМ
КВ — 90 м	3200 — 3400 КГц		-
КВ — 75 м	3900 — 4000 КГц		-
КВ — 60 м	4750 — 5060 КГц		-
КВ — 49 м	5900 — 6200 КГц		-
КВ — 41 м	7100 — 7400 КГц		-
КВ — 31 м	9500 — 9900 КГц		-
КВ — 25 м	11650 — 12050 КГц		-
КВ — 22 м	13600 — 13800 КГц		-
КВ — 19 м	15100 — 15600 КГц		-
КВ — 16 м	17550 — 17900 КГц		-
КВ — 13 м	21450 — 21850 КГц		-
КВ — 11 м	25650 — 26100 КГц		-
УКВ — 1	65,9 — 74 МГц	Частотная (ЧМ) с полярной модуляцией стереосигнала*	Российский УКВ
УКВ — 2	87,5 — 100 МГц	Частотная (FM) с пилот-тоном	Нижняя часть FM
УКВ — 3	100 — 108 МГц		FM

* На всех УКВ диапазонах может использоваться как стерео, так и моно вещание.

Поговорим же мы лучше об особенностях распространения радиоволн, о качестве принимаемого сигнала, дальности радиовещания и рентабельности вещательного бизнеса в зависимости от используемого диапазона.

Длинные волны

Историческое наследие развития радиовещания. Но не только. Колебания этого частотного диапазона с длиной волны измеряемой километрами имеет очень высокую способность к дифракции не только огибая исусственные препятствия и складки гористой местности, но даже, уходя за горизонт, могут обеспечивать уверенное радиовещание при очень больших дальностях далеко за пределами прямой видимости. Дальность радиовещания на длинных волнах определяется мощностью радиопередатчика, эффективностью передающей антенны и поглощающими параметрами земной поверхности. Этот диапазон является единственным, который позволяет обеспечить радиовещание в горных районах. В силу физических особенностей частот этого диапазона, на нем немного помех и качество АМ вещания довольно высоко.

Вещание на ДВ диапазоне ведется по первой категории качества. По существующему стандарту на каналы подачи программ полоса воспроизводимых частот первой качественной категории — 50 Гц — 10 КГц. Однако, сетка частот в этом диапазоне имеет шаг в 9 КГц, таким образом, чтобы не залезать в соседний частотный канал, на передающей стороне ограничивают спектр модулирующего сигнала на уровне 8-и килогерц. Этим и определяется реальное качество сигнала первой категории.

Размеры антенного хозяйства, соизмеримые с длиной волны и площади, требуемые для организации ДВ передающих радиоцентров, не позволяют размещать такие объекты в черте города. А требуемые мощности радиопередатчиков для уверенного радиовещания на значительные расстояния (100 — 1500 КВт) и низкая эффективность реализуемых антенн приводит к тому, что на расстоянии нескольких километров от длинноволновых радиоцентров, крайне не желательно длительное пребывание людей. Наличие населенных пунктов на расстоянии менее 10 — 15-и километров от длинноволнового передающего радиоцентра вообще недопустимо. Затраты на строительство ДВ радиоцентров и поддержание их в работоспособности настолько велики, что не могут окупаться коммерческим радиовещанием. ДВ радиовещание планово затратно и может лишь финансироваться из каких-либо бюджетов, выполняя те или иные социальные задачи.

Средние волны

Имеют достаточную дифракцию, чтобы обеспечивать уверенный (бестеневой) прием в среднепересеченной местности, и в условиях железобетонной многоэтажной городской застройки. В горных условиях образуют значительные теневые зоны, особенно в своей коротковолновой части. В ночное время могут распространяться на очень большие расстояния благодаря отражению в ионосфере. Днем пригодны только для местного вещания. В силу спектральной специфики промышленных помех, качество звучания на средневолновом диапазоне в городских условиях невысоко и может удовлетворять лишь разговорные радиостанции. В сельской местности качество звучания средневолновых радиостанций вполне пригодно для прослушивания музыкальных программ по первой категории качества и ограничивается лишь атмосферными помехами — летом, при горозовых разрядах прием затруднен. Дальность распространения прямой волны в дневное время (без учета ионосферного отражения) зависит от типа используемой антенны, поляризации, мощности передатчика и в среднем в два — три раза превышает дальность прямой видимости, в основном, благодаря малому уровню помех вдали от крупных городов. В ночное время происходит ослабление слышимости относительно близких радиостанций, расположенных в радиусе 100 — 200 Км, и усиление дальних радиостанций — 600 — 1500 Км. Для радиостанций, находящихся от слушателя в зоне прямой видимости (до 50 Км), ослабления приема не происходит. Зимними ночами на средневолновом диапазоне можно с очень хорошим качеством принимать дальние радиостанции.

Использование этого свойства радиоволн средневолнового диапазона позволило в США создать сеть высококачественного АМ радиовещания в дневное время, максимально уменьшив помехи от радиостанций, находящихся в других часовых поясах и работающих на тех же или близких частотах и наиболее плотно использовать частотный ресурс. Эти радиостанции так и называются — «радиостанции светлого времени». С восходом солнца в данной местности и, соответственно, с исчезновением условий ионосферного распространения, радиостанция может работать мощностью в несколько единиц или десятков киловатт обеспечивая на расстоянии в 150 — 200 Км качественное вещание. С заходом солнца, и появлением возможности создавать радиопомехи своим излучением далеко за пределами зоны прямого вещания, радиостанция снижает мощность излучения до сотен, иногда десятков ватт, обеспечивая зону радиовещания лишь в пределах своего населенного пункта. С коммерческой точки зрения это оправдано, так как наиболее эффективное рекламное время именно дневное, а вечером и ночью иногда бывает разумно вообще выключить радиопередатчик.

Антенные системы средневолнового диапазона могут выполняться относительно компактно для размещения в черте города, не имеющего высотной железобетонной застройки. Но все же желательно радиоцентры этого диапазона выносить за пределы городской черты. В средневолновом диапазоне не требуется использования столь высоких мощностей радиопередатчиков, как в длинноволновом. При грамотно спроектированных и построенных антенных системах вполне достаточно мощности 5 — 15 киловатт для обеспечения рентабельного качественного радиовещания на большой промышленный регион или на несколько близлежащих городов, насчитывающих в общей сложности более одного миллиона жителей. При меньшем количестве населения в зоне вещания средневолновой радиостанции сложно говорить о ее рентабельности. Все-таки затраты на содержание радиоцентров этого диапазона достаточно высоки.

Короткие волны с длинами от 75 до 49 метров

Имеют ярко выраженный ночной характер дальнего распространения. Используются в основном для иновещания на регионы максимально удаленные от передатчика. В дневное время уровень промышленных помех в этой части частотного спектра настолько велик, что сколько нибудь качественное радиовещание невозможно. Специфика использования исходит из их свойств: идеологическая пропаганда, вещание на соотечественников в других странах. Цели в основном политические межгосударственного уровня и едва-ли их можно использовать для коммерческого радиовещания.

Короткие волны поддиапазонов 41, 31, 25, 19 метров

Относительно свободны от промышленных помех (чем выше частота, тем меньше промышленные помехи). Имеют тенденцию к более дневному распространению с повышением частоты. Позволяют создать круглосуточное качественное иновещание, когда радиостанция в зависимости от времени суток, по заранее известному для слушателей расписанию меняет частоту вещания, переходя на более высокочастотные поддиапазоны днем и опускаясь на более низкочастотные ночью.

Короткие волны поддиапазонов 16, 13 и 11 метров

Типично дневные диапазоны. В зоне приема дальние станции слышны из освещенной территории земной поверхности. На этих диапазонах практически отсутствуют промышленные и атмосферные помехи. Но наличие в коммерческое (дневное) время в эфире большого количества одновременно слышимых радиостанций приводит к своеобразной «эфирной каше», где очень сложно разобрать кто и что вещает. Как правило, побеждает сильнейший, — у кого самый мощный радиопередатчик и самые лучшие антенны.

Используя специфику распространения радиоволн этих диапазонов, можно создать в России сеть радиостанций местного вещания, так называемые «станции темного времени». С наступлением темноты, радиостанция увеличивает мощность своего сигнала до нескольких киловатт, работает так всю ночь, с рассветом, мощность снижается до десятков ватт. В этом случае дневная «эфирная каша» не будет образовываться, а вечерами, особенно длинными зимними, можно будет слушать местные радиостанции с более высоким качеством, чем на длинных и средних волнах. Эффективные антенные системы этих диапазонов достаточно компактны, неприхотливы, дешевы в эксплуатации и занимают мало места. В качестве радиопередатчиков можно было бы использовать военные радиопередатчики магистральной связи модифицированные для целей радиовещания. Это позволило бы задействовать ныне простаивающие оборонные заводы в мирных целях и на благо российского радиовещания. Полагаю, что «вечерние домашние радиопрограммы» поимели бы успех среди слушателей нашей страны. Вот техническое предложение. Дело за Министерством связи и МПТР. Оборонные заводы, при наличии соответствующих решений министерств не заставят себя ждать. Заказы нужны всем и этот проект может всколыхнуть застоявшуюся экономику регионов. Кстати, на этих диапазонах можно было бы с успехом использовать синхронный радиоприем, а на передающей стороне однополосную модуляцию с частично подавленной несущей частотой. Такое решение значительно бы повысило рентабельность радиокомпаний за счет снижения затрат на передающей стороне. Вот вам новая ниша и для производителей радиоприемников и новый частотный ресурс для радиовещателей.

Российский УКВ диапазон

Качество вещания — по высшей категории. Полоса воспроизводимых частот от 30 Гц до 15 КГц. Стерео вещание. Маленькие размеры антенн. Возможность формировать любую желаемую диаграмму излучения. Рентабельность вещания позволяет создавать радиокомпанию с малым сроком окупаемости и относительно небольшими начальными затратами. Одна проблема. Российские заводы не в состоянии наполнить рынок конкурентоспособными УКВ радиоприемниками. Те, что имеются у населения, с естественным износом, постепенно, сокращают эффективность УКВ радиовещания. Жаль. Хороший диапазон, высокорентабельный, исторически привычный для российского слушателя… Ну взялось бы МПТР совместно с Минсвязи и коммерческими радиостанциями, обеспечили бы приобретение лицензии у фирмы SONY на великолепный тюнер ST215, поддерживающий оба стандарта стереовещания и уже устаревший по японским меркам, сделали бы на его базе всеволновые радиоприемники, наводнили бы ими рынок… или дали бы фирме SONY режим благоприятствия в торговле, пусть они заработают, зато мы поднимем замечательный диапазон. Сколько же можно сидеть как «собака на сене», самим ничего не делать для развития собственной экономики и другим не давать? Может быть мое предложение с общегосударственной точки зрения и не совсем проработано, но критиковать, оценивать и искать недостатки всегда проще, чем что-либо предлагать или создавать. Хочется, чтобы в этом вопросе министерства заняли бы более конструктивную позицию, приводящую на практике к конкретному результату.

Кстати. В конце 1998 года московская маркетинговая фирма «Постмаркет» провела исследование и определила параметры российского радиоприемника массового спроса. Затем, с помощью радиостанции «Эхо Москвы» был проведен конкурс разработок и в апреле 1999 года был определен победитель. Есть работающий макет, дело за ОКР-ом и внедрением. Увы, пока ни один завод не изъявил желания взяться за его производство. Все ждут финансирования. В России его можно ждать веками. Что, у нас бизнесмены перевелись? Неужели никто не хочет на этом заработать? И не надо нам никаких SONY (да, простят меня уважаемые коллеги).

Координаты этой фирмы можно получить, связавшись со мной через редакцию журнала «Звукорежиссер» или через e-mail: [email protected] .

Но вернемся опять к УКВ диапазону. Исторически сложилось, что при проектировании как действующих стационарных радиоприемников, так и при разработке передающих антенных систем этого диапазона использовалась горизонтальная поляризация излучения. К сожалению, не все радиовещатели это знают. При проработке новых частот в этом диапазоне надо использовать именно горизонтальную поляризацию и, соответственно, передающие антенные системы должны быть с горизонтальной поляризацией. Это надо обязательно учитывать при создании новых радиокомпаний.

Западный УКВ диапазон (FM диапазон)

Качество вещания — по высшей категории, стерео, но реально лучше чем в УКВ диапазоне за счет того, что для приема и передачи в этом диапазоне используется западная техника. Как говорится:

— Чем отличается «Мерседес» от «Волги»?
— «Мерседес» сделан так, как надо, а «Волга» сделана так, как получилось.

Так же и в радиовещании. Стандарты качества одинаковые, а разница, тем не менее, заметна даже на слух. Благодаря этой разнице, а также насыщенному рынку западных радиоприемников и полному отсутствию конкуренции со стороны российских производителей, парк радиоприемников и, соответственно, число потенциальных слушателей FM диапазона в России постоянно растет. Естественно, растет и рентабельность радиокомпаний, вещающих на этом диапазоне. И еще один фактор, не решающий, но весьма существенный. Западные автомобили, поступающие в Россию оснащены радиоприемниками с этим диапазоном. А это означает, что люди имеющие достаток, чтобы приобрести иномарку, будут слушать радиостанции именно этого диапазона. И, стало быть, рекламная деятельность на более богатые социальные группы, позволит радиокомпании зарабатывать больше.

То, что в России принято называть FM диапазоном (87,5 — 108 МГц), на самом деле является двумя вещательными диапазонами 87,5 — 100 МГц и 100 — 108 МГц. Это разделение заложено в Регламент радиосвязи — международный документ, предписывающий использование всего радиочастотного спектра в тех или иных целях. В соответствии с этим документом, и на основании российского внутреннего распределения частот нижняя часть FM диапазона была использована для телевизионного вещания. Четвертый и пятый телевизионные каналы российской сетки частот полностью перекрывают все частоты до 100 МГц. Этим фактом ограничено дальнейшее развитие высококачественного радиовещания. Тем не менее, используя специфику спектра эфирного телевизионного сигнала, под эгидой Министерства связи и Федеральной службы России по телевидению и радиовещанию в Москве, Санкт-Петербурге и Екатеринбурге был проведен эксперимент по совместному использованию радиочастотного спектра 87,5 — 100 МГц для целей телевизионного и радиовещания. Финансировался эксперимент частными коммерческими вещателями под гарантии ФСТР и Министерства связи выделения частот в нижней части FM диапазона. Эксперимент продолжался около двух лет и показал практическую возможность совместной работы эфирных радиовещательных станций и кабельного телевидения, использующего в тракте раздачи программ 4-ый и 5-ый телевизионные каналы.

В FM диапазоне принято использовать вертикальную поляризацию. Это надо обязательно учитывать при проработке новых частот и при приобретении антенных систем. Антенные системы FM диапазона еще более компактные, по сравнению с диапазоном УКВ, их технология отлажена на западе и стоимость даже с учетом доставки и таможни вполне приемлема для потребителя.

При выборе антенны надо учитывать, что передатчик мощностью 1 киловатт, работающий на обычный полуволновый вибратор, будет слышен точно так же как 100 ваттный передатчик, работающий на антенную систему с усилением 10 дБ. Только вот радиоцентру за эксплуатацию киловаттного передатчика вы заплатите почти в 10 раз больше, чем за 100-ваттный. Естественно, киловаттный передатчик, работающий на антенну с усилением 10 дБ, будет восприниматься как 10-и киловаттный работающий на простую антенну.

Большинство радиовещателей это знают, но, тем не менее, довольно часто встречаются руководители радиокомпаний, которые считают выбор антенны техническим вопросом недостойным их внимания. А жаль. Это деньги и деньги не малые. Тип испльзуемой антенны впрямую влияет на рентабельность радиокомпании. Помните, что эксплуатационные расходы за передатчик вы можете сократить в то количество раз, какое усиление дает Ваша антенна, а за нее вы платите только один раз.

Высота установки антенны определяет дальность радиовещания. В случае УКВ и FM диапазонов это единственный параметр, влияющий на величину зоны вещания. На равнинной местности радиус зоны уверенного вещания совпадает с дальностью прямой видимости и его величину можно вычислить по формуле: L = (2HR + H2)1/2, где H — высота установки передающей антенны над поверхностью земли, R — радиус Земли, который равен 6373000 м. Вот некоторые значения радиуса зоны уверенного вещания в зависимости от высоты установки передающей антенны (считая, что приёмная антенна или сам радиоприёмник находятся на первом этаже здания или в автомобиле):

H (м)	15	20	30	40	50	75	100	125	150	175	200	250	300	350	400	500
L (Км)	18	21	24	27	30	35	40	45	49	52	55	60	67	72	76	85

Чем на более высокую точку мы установим антенну, тем дальше нас будет слышно. Возьмите карту, проведите на ней круг, радиус которого в километрах соответствует высоте вашей мачты (смотри таблицу) и посмотрите, в каких близлежащих населённых пунктах вас будет слышно. Это ваша потенциальная аудитория в зоне уверенного вещания. Реально, со снижением качества Ваш сигнал можно принимать и на больших расстояниях, приблизительно на 10 — 15%.

Мы рассмотрели эфирные частотные ресурсы. Но возможности вещать и доносить свою радиопрограмму до слушателя гораздо шире. Вещателей, заинтересованных в организации радиокомпаний в городах с уже израсходованным эфирным частотным ресурсом или желающих увеличить интенсивность своего вещания, приглашаю ознакомиться со статьей Андрея Воронцова «Нестандартные способы радиовещания».

В подавляющем большинстве случаев речевой радиообмен в КВ, Си-Би и УКВ диапазонах предполагает использование амплитудной (АМ), частотной (FM) и однополосной (SSB) модуляции. Несколько особняком стоит телеграф (CW). Последний вид модуляции по мнению многих считается отмирающим, невзирая на его огромную дальнобойность при прочих равных условиях, из-за необходимости соответствующей квалификации оператора. К сожалению освоить "ключ" действительно непросто, да и скорость работы телеграфом в любом случае заметно ниже скорости радиообмена "голосовыми" видами модуляции. Но не обратить на него внимание было бы ошибкой. Итак, рассмотрим виды модуляции поподробнее, по мере возрастания их эффективности.

1. Амплитудная модуляция ( АМ) по сути изменяет выходную мощность передатчика, согласно изменению звука. Наименее эффективный вид модуляции, так как большая часть мощности передатчика тратится, по сути, на излучение несущей частоты, и лишь малая часть этой мощности несет полезную информацию. Аппаратура связи, работающая с этим видом модуляции, подвержена очень многим видам помех, как по приемной, так и по передающей стороне. Однако, в силу простоты техники для работы в этой модуляции, она получила десятилетия назад очень серьезное распространение. Сейчас в АМ работают в основном ДВ/СВ/КВ вещательные радиостанции, в ней ведется радиообмен между самолетами гражданской авиации и наземными службами на ближних подступах. По полувековой традиции в АМ работает международно принятый дорожный (дальнобойный) канал (15 АМ на частоте 27.135 МГц). Пожалуй, в сиби диапазоне амплитудная модуляция нужна только в этом канале, и больше нигде в нем не применяется. (В некоторых регионах дальнобойщики используют "свои" местные каналы, например, польские водители часто общаются в 28 канале в "нулях" (частота 27280 кГц), но тоже чаще всего в АМ.) В наше время использование амплитудной модуляции для передачи звука (голоса) скорее дань традиции. В любительских или служебных УКВ бэндах она не получила какого-то распространения, за исключением так называемого "авиационного диапазона" (118-136 МГц). В то же время аналоговое эфирное телевидение во всем мире для передачи "картинки" использует именно амплитудную модуляцию.

2. Частотная модуляция ( FM) накладывает звуковую информацию на несущую частоту посредством некоего изменения ее значения, то есть излучаемая частота "плавает" в определенных пределах, согласно изменению звука. Размах этого изменения называется девиация. В сиби, вещательных УКВ и любительских/профессиональных УКВ диапазонах приняты разные значения девиации.

Так для вещательного УКВ диапазона, принятого старого российского стандарта (65,5 - 74 МГц) девиация составляет 50 кГц. С такой же девиацией передается звуковое сопровождение телевизионных каналов. Для вещательного FM диапазона нового стандарта (87,5 - 108 МГц) девиация составляет 75 кГц. Эти стандарты принято называть WFM (Wide Frequency Modulation - широкая (широкополосная) частотная модуляция). Столь большое значение девиации (и как следствие - широкая полоса, занимаемая одним передатчиком в эфире) связано с тем, что для качественной передачи звука в эфир должны передаваться частоты от 20 до 15000 герц, причем плюс еще столько же -для стереовещания, в итоге один УКВ/FM передатчик занимает полосу более 100 кГц, и шаг канала (разница частот между двумя соседними по частоте передатчиками) выбран 200 кГц.

Для разборчивой передачи голоса достаточно передавать частоты 300-3000 герц, поэтому для радиосвязи в FM девиация частоты и ширина занимаемой одним передатчиком полосы на порядок меньше, чем для радиовещания. Такую модуляцию называют NFM (Narrow Frequency Modulation - узкая (узкополосная) частотная модуляция). Для диапазонов VHF (136-174 МГц) и UHF (400-470 МГц) изначально был выбран шаг канала 25 кГц, а девиация - 5 кГц. Однако очень быстро места в эфире всем желающим стало не хватать, поэтому ввели "уплотнение" - шаг канала сократили до 12,5 кГц, а девиацию - до 2,5 кГц. Современные профессиональные и любительские УКВ-радиостанции как правило поддерживают оба режима работы ("Wide" или "25 kHz", и "Narrow" или "12,5 kHz").

Для сиби диапазона шаг канала принят 10 кГц - еще меньше, чем на VHF-UHF. Девиация также уменьшена и составляет 1,8 кГц (полоса передаваемого сигнала 300-2700 Гц).

Таким образом, в полосе одного радиовещательного FM передатчика "помещается" без взаимных помех 16-20 каналов радиосвязи. В полосу же одного телевизионного вещательного передатчика (8 МГц) "влезает" до 800 каналов голосовой AM или FM радиосвязи.

Если не брать вещательную WFM в расчет (здесь "по правилам игры" можно пожертвовать огромной излучаемой мощностью и при этом весьма скромной при прочих равных условиях дальностью уверенного приема ради его высокого качества), частотная модуляция куда эффективнее, помехозащищеннее и "дальнобойнее" амплитудной. На практике при прочих равных условиях, к примеру на частотах сиби диапазона, дальность связи растет где-то в 1,5 раза при переходе из АМ в FM.

Не получив распространения в КВ служебных и радиолюбительских диапазонах, частотная модуляция стала практически единственным видом модуляции в сиби и любительских/служебных УКВ диапазонах в силу эффективности и удобства повседневного использования.

3. Однополосная модуляция ( SSB) сложнее и в схемотехнической реализации и в повседневном использовании (в силу чего редко применяется на транспортных средствах), да и в объяснении сути такого способа наложения звуковой информации на радиочастоту пожалуй тоже. Тем не менее попробую.

Предположим, что Вы промодулировали по амплитуде радиосигнал частотой в 1 МГц звуковым сигналом в 1 КГц. Математически в этом случае выходная мощность передатчика поделится на три неравных по выходной мощности сигнала (несущая частота 1 МГц + частота несущей за вычетом частоты модулирующего сигнала или нижняя боковая полоса 999КГц + сумма частоты модулирующего сигнала и несущей частоты, или верхняя боковая полоса). Собственно говоря, информацию о звуковом сигнале будет нести лишь малая часть выходной мощности передатчика, а львиная доля ее будет уходить в разогрев воздуха. Так от половины (теоретический минимум) до 80-90 процентов (на практике) мощности передатчика уйдет на формирование несущей частоты, а верхняя и нижняя боковые полосы будут нести полезную информацию о голосе оператора. При этом как верхняя (USB), так и нижняя (LSB) боковые полосы будут содержать полную информацию о наложенном звуке.

Возникает резонный вопрос: зачем излучать несущую и одну из боковых полос, бесполезно растрачивая до 90% мощности передатчика?

Оказывается, делать это совершенно необязательно, и схемотехнически подавив все, кроме нужной нам боковой полосы, мы получаем однополосную модуляцию.

При прочих равных условиях этот вид модуляции из "голосовых" наиболее эффективен по дальнобойности, но неудобен в работе тем, что для полноценного приема речевого сообщения необходимо точно настраиваться на частоту передачи. В силу разных причин настройку приходится уточнять фактически в процессе ведения радиообмена, а неточность настройки в 100-200 Гц уже ощутимо сказывается на разборчивости речевого сообщения.

Полоса частот, занимаемая одним SSB передатчиком, соответствует полосе передаваемого голосового сигнала (около 3-3,5 кГц), что в 3-4 раза Уже, чем у АМ или NFM передатчика.

В силу описанных причин данный вид модуляции получил распространение в основном в служебных и любительских КВ бэндах. В сиби диапазоне, как и в УКВ любительских диапазонах, применяется крайне редко, а в служебных УКВ диапазонах применения вообще не нашел.

В радиолюбительских КВ бэндах на частотах ниже 10 МГц принято работать в LSB, а выше в USB. Служебные радиостанции в основном используют USB.

4. Телеграф ( CW) в наше время в основном используется в радиолюбительских КВ (и намного реже в УКВ) диапазонах. В силу того, что детектирует эту модуляцию по большому счету человеческий мозг, а не "железо", при должной квалификации оператора на протяжении более чем века данный вид модуляции уверенно держит первенство по дальнобойности/эффективности при прочих равных условиях. Помехозащищенность телеграфа также выше всяких похвал, и опытный телеграфист в состоянии принимать сообщения фактически даже при отрицательном соотношении "полезный сигнал/шум", но к сожалению остается все меньше людей, умеющих грамотно работать на ключе...

Была затронута тема "FM vs. AM" и нафига это нужно. Не удержался и решил оставить комментарий как знающий это дело человек) Увы, сообщество огорожено потому добавить туда комментарий не удалось. Потому запощу свой ответ здесь, думаю кому-то будет безусловно интересно.

Ответ должен был бы быть не на сам пост об АМ-диапазоне, а на комментарий-вопрос пользователя john_jack :
Кому и на что сдалось стереофоническое вещание из радиоприёмника?
Ответ мой таков))

К сожалению массовому слушателю важно стерео и звучание, потому АМ-диапазон стал уделом хобби-радиолюбителей, которые слушают все возможные диапазоны и знают где какие станции в какое время вещают. Ну и пенсионеры и т.д, как уже было указано выше...
В наше время это увы элемент не массовой культуры, а именно хобби, для небольшого количества людей. Мощности зачастую на СВ к тому же повыше чем на FM (ну и территория правда тоже) - потому денег вещание кушает больше а слушают его увы меньше тех, на кого расчитана реклама (именно на массы опять же и как правило один какой-то город, например в котором находится рекламируемый магазин, тот кто живёт в другом соседнем городе всё равно ведь не поедет за товаром изза услышанной рекламы). Что задаёт вопрос рентабельности.

Как следствие из этого - в этих диапазонах остались в основном государственные радиостанции либо религиозные или любительские, вещающие за счёт дотаций извне, и никак себя не окупающие в плане рекламы..

Если вы, автор комментария, один из таких вышеупомянутых людей (для кого небезразличны эти диапазоны) то моё вам уважение и привет) Но увы таких людей немного.... большинство даже не задаётся вопросом что такое АМ на приёмнике и зачем оно там нужно...

В Америке кстати ситуация чуть иная - там много разговорных радиостанций, что как раз таки убирает одно из вышеописанных явлений - то есть качество звука становится в принципе не на первый план (музыки-то нет, звучанием инструментов и вокала и тд наслаждаться не нужно, важна просто сказанная информация), плюс территория может быть куда больше чем 1 город особенно в вечернее время (включите приёмник после 23 часов ночи - удивитесь сколько станций там появляется в сравнении с дневной пустотой - всё это прилетает порой тысячи километров!! ввиду особенностей нашей с вами атмосферы над землёй, днём радиус действия сродни FM - один город и его окрестности, и то не всегда - в Москве порой местные СВ-передатчики ловятся с трудом).

Кстати и музыки на этом диапазоне по вечерам бывает навалом, ведь на государственных станциях тоже иногда ставят песни, и чаще даже далеко не такие "попсовые" как на ФМ, что порадует безусловно тех кому попса не импонирует. Пример радиостанции вещающей на КВ (SW) : http://xradio.su/slushat.html слышал сам их не раз, молодцы ребята! К сожалению диапазон именно КВ (SW - Short Wave) имеется меньше чем СВ (MW - Medium Wave) - потому что в Америке не используется.

Если интересно - имеется ещё и вот такая ссылочка - http://emwg.info там есть справочник по частотно что и откуда вещает в европейской части нашего континента в диапазоне СВ. Что бы пользоваться этой штукой рекомендую приёмник с цифровой шкалой, а не с аналоговой "стрелочкой" плавающей мимо приблизительных цифр, проще будет определить что вы слышите в данный момент. Аналоговая шкала к тому же менее стабильна да и качество приёма иногда пониже.

Думаю знатоки сразу подскажут и на сегодняшний момент один из лучших приёмников на который можно слушать и получать удовольствие от этого всего - вбейте в поисковик запрос "DEGEN DE 1103" не сочтите ссылку за рекламу, прямых ссылок давать потому не буду. Как владелец данной штуки заявляю что это на данный момент одно из лучших сочетаний цена/качество, в дороге для меня вещь незаменимая, если говорить про радио (я не за рулём, потому имею карманный приёмник, а не автомобильный).
Магнитолы в автомобилях обычно если не перепаивались а шли "сразу с машиной" и первый владелец их заботливо не снял - то работают тоже на ура! Никакой FM не сравнится. При "перебитой" магнитоле перед продажей машины зачастую просто забывают нормально скоммутировать АМ_антенну, ведь массам народа интересен только ФМ...

Чистого приёма всем интересующимся и привет коллегам по хобби! :-)