FM放送バンド

FM放送帯域は、ラジオ局がFM放送に使用する無線周波数の範囲である。使用される周波数の範囲は、世界の地域によって異なる。欧州とアフリカ（国際電気通信連合（ITU）地域1として定義）およびオーストラリアとニュージーランドでは^[1] 、 87.5〜108メガヘルツ（MHz）（VHFバンドIIとも呼ばれる）に及び、南北アメリカ（ITU地域2）では88〜108MHzに及ぶ。日本のFM放送帯域は76〜95MHz、ブラジルでは76〜108MHzを使用する。東ヨーロッパの国際ラジオテレビ機構（OIRT）帯域は65.9〜74.0MHzであるが、これらの国は現在、ロシアの場合と同様に、主に87.5〜108MHzの帯域を使用している。他のいくつかの国ではすでに OIRT 帯域を廃止し、87.5 ～ 108 MHz 帯域に変更しています。

狭帯域周波数変調は、1919 年にハンソ・イゼルダによって開発され、実証されました。

広帯域周波数変調ラジオは1930 年代に米国で誕生しました。このシステムは、米国の電気技師 エドウィン・ハワード・アームストロングによって開発されました。しかし、 FM 放送は1960 年代まで 北米でも普及しませんでした。

周波数変調された電波は、任意の周波数で生成できます。この記事で言及されているすべての帯域は、30 MHz から 300 MHz に及ぶ 超短波(VHF) 範囲にあります。

すべての国で 0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 MHz で終わる FMチャンネルの中心周波数が使用されていますが、0.0、0.2、0.4、0.6、0.8 MHz で終わる中心周波数を使用する国もあります。また、0.05、0.15、0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95 MHz を使用する国もいくつかあります。

1984年12月7日、スイスのジュネーブで開催されたITU会議では、ヨーロッパ全域で50kHzのチャネル間隔の使用を中止することを決議した。^[2]

• 1984 年の ITU 会議以来、ほとんどの国では FM 放送に 100 kHz または 200 kHz のチャンネル間隔を使用しています。
• デジタルチューニングされた FM ラジオの中には、50 kHz または 100 kHz の増分を使用してチューニングできないものもあります。そのため、海外旅行や受信機の輸入の際には、このような増分を使用して特定の周波数で放送する放送局が明瞭に聞こえない場合があります。この問題は、アナログチューニングされたラジオの受信には影響しません。
• イタリアなど、FM 帯域が非常に混雑しているいくつかの国では、50 kHz の倍数であればどこでも放送局の開設が許可されています。
• 50 kHz のチャネル間隔は、同一チャネル干渉を防ぐのに役立ち、FM のキャプチャ効果と受信機の 選択性を活用します。

エドウィン・アームストロングが使用した北米での当初の周波数割り当てでは、42～50MHzの周波数帯域が使用されていましたが、この割り当ては1945年以降、より高い帯域に変更されました。カナダ、米国、メキシコ、バハマなどでは、 200（中心周波数87.9MHz）から300 （中心周波数107.9MHz）までの番号が付けられた101のFMチャンネルがありますが、これらの番号は無線工学と政府の分野以外ではほとんど使用されていません。

FMチャンネルの中心周波数は、200kHzずつ間隔があけられている。87.9MHzの周波数は、技術的にはテレビのチャンネル6（82〜88MHz）の一部であるが、米国では2つのFMクラスD局でのみ使用されている。ポータブルラジオチューナーは、世界中で同じラジオを製造・販売できるように、87.5MHzまでチューニングを下げることが多い。自動車には通常、87.7MHzまでチューニングできるFMラジオが搭載されているため、運転中にテレビチャンネル6の87.75MHz（±10kHz）の音声を受信できる。これは、2009年のデジタルテレビ移行により、ほぼ不可能になっているが、2023年にFCCは14の低出力チャンネル6テレビ局がラジオサービスを無期限に運営し続けることを認可した。

アメリカ合衆国では、中心周波数が87.9～91.9MHzの21チャンネル（チャンネル200～220）が非営利教育（NCE ）局専用の予約帯域となっている。その他のチャンネル（92.1MHz～107.9MHz（チャンネル221～300））は、営利・非営利のどちらの局でも使用できる。^[3]（カナダとメキシコではこの予約は適用されないことに注意。メキシコは2014年にコミュニティ局と先住民局向けに106.1～107.9MHzの予約を導入したが、移転スペースの不足により数十の局が現行制度の適用除外となっている。）

もともと、アメリカ連邦通信委員会(FCC) は、 FM ラジオ局が 1 つの地理的エリアにつき 4 チャンネル間隔 (800 kHz 間隔) で割り当てられるバンドプランを考案しました。したがって、あるエリアでは局は 88.1、88.9、89.7 などに配置され、隣接するエリアでは局は 88.3、89.1、89.9、90.7 などに配置されます。特定の周波数はクラス A 専用に指定され ( FM 放送を参照)、有効放射電力(ERP)は3キロワットに制限され、放射中心のアンテナ高は平均地形から 300 フィート (91.4 m) の高さ ( HAAT ) に制限されていました。これらの周波数は、92.1、92.7、93.5、94.3、95.3、95.9、96.7、97.7、98.3、99.3、100.1、100.9、101.7、102.3、103.1、103.9、104.9、105.5、106.3、および 107.1 でした。他の周波数では、局は、どのゾーンにあるかに応じて、クラス B (50 kW、500 フィート) またはクラス C (100 kW、2,000 フィート) になります。

1980 年代後半、FCC は、現在運用中の局を使用した距離分離表に基づくバンドプランに切り替え、クラス表を細分化してクラスを追加し、アンテナの高さ制限をメートルに変更しました。クラス A の電力は 6 キロワットに倍増し、上記の周波数制限は削除されました。2004 年末現在、場所とクラスが FCC 分離表の規則に準拠している限り、局はどこにでも「押し込める」ことができます。^[4] 2 番目の隣接チャネル間隔の規則は、1964 年以前にライセンスされた局には適用されません。

2017年、ブラジルは5番と6番チャンネル（76.1～87.5MHz）を音声放送用に再利用するための準備を進め、新しいラジオ受信機が新しい拡張帯域（ポルトガル語：faixa estendida 、略称eFM）にチューニングできることを義務付けた。2021年5月7日、ブラジル公共放送の5つの送信機が最初の拡張帯域放送局として放送を開始した。^[5]

通常、各チャネルの幅は 200  kHz (0.2 MHz) で、最大 100 kHz のオーディオおよびサブキャリア周波数を通過できます。バンドでの隣接チャネル干渉を防ぐため、偏差は通常合計 150 kHz (±75 kHz) に制限されます。 米国の局は、非ステレオサブキャリアを使用する場合、この制限を最大 10% 超える場合があります。この場合、サブキャリアが 1% 使用するごとに、合計変調が 0.5% 増加します。 一部の局では、送信帯域幅を減らして追加の局を収容できるようにするために、偏差を (±50 kHz) に制限する場合があります。

OIRT FM放送帯域は65.8～74MHzをカバーします。この帯域はソ連と東欧国際ラジオテレビ機構 (OIRT) の他のワルシャワ条約機構加盟国のほとんどで使用されていましたが、東ドイツは西ヨーロッパに合わせて常に87.5～100MHz (後に104MHz) の放送帯域を使用していました。

VHF バンドの下部は、 VHFバンドの上部よりも到達距離が長いという点で、短波ラジオに少し似ています。FM ラジオの受信が不可能な広大な遠隔地に到達するのに理想的でした。ある意味では、FM の捕捉効果によって上空波からの干渉を軽減できるため、このバンドには FM が適していました。

87.5～108 MHz 帯域への移行は、1980 年代初頭から一部の東ヨーロッパ諸国で始まっていました。共産主義政権の崩壊後、民間の放送局が設立されたため、この移行は著しく加速しました。これは、OIRT 帯域の機器不足と既存の伝送ネットワークの近代化によっても促進されました。

多くの国ではOIRT FMバンドでの放送が完全に停止していますが、旧ソ連共和国を中心に他の国では引き続き使用されています。ロシア国外でこのバンド用の新しい消費者向け受信機が不足しているため、OIRT FMバンドでの放送の将来は限られています。

OIRTバンドを現在も使用している国は、ロシア（カリーニングラードを含む）、ベラルーシ、^[6] モルドバ、^[7] ウクライナ、^[8]トルクメニスタンです。^[9]

チェコスロバキアでは、80年代初頭に65.9～74MHzの帯域の代わりに87.5～108MHzの帯域を使用する決定がなされた。1984年にジュネーブで開催されたVHF帯域のFM音声放送に関する地域管理会議で国際的に調整された周波数計画が作成された。^[10]割り当てられた周波数は現在も有効であり、チェコ共和国とスロバキアで使用されている。最初の送信機は1984年11月にプラハ近郊の102.5MHzで運用を開始した。3年後には、プラハのジシュコフ地区の3つを含む、全国で11の送信機が稼働していた。1988年には、最終的に45か所に270の送信機を設置する計画であった。^[11]移行は1993年に完了した。

ポーランドでは、1999 年末にすべての OIRT 放送送信所が閉鎖されました。

ハンガリーは2007年に残っていた放送送信機を閉鎖し、その年の7月の30日間、ハンガリーのアマチュア無線家数名が70～70.5MHz帯で伝播と干渉の実験を行うための一時的な実験許可を取得しました。

ベラルーシでは、政府が運営する公共ラジオ局のみが OIRT で現在も放送中です。ベラルーシの OIRT のすべての局は、通常の FM 放送のミラーです。これらの局の主な目的は、古い機器との互換性を保つことです。

2014 年、ロシアは OIRT バンドの送信機を CCIR バンド (「西側」) の FM 送信機に置き換え始めました。CCIR FM に変更した主な理由は、より多くのリスナーに放送を届けるためです。

西洋の慣例とは異なり、OIRT FM 周波数は 50、100、または 200 kHz の倍数ではなく 30 kHz に基づいています。これは、これらの周波数でより頻繁に発生するスポラディック E 伝搬やその他の大気の影響によって引き起こされる同一チャネル干渉を軽減するためである可能性があります。ただし、マルチパス歪みの影響は CCIR バンドほど煩わしくありません。

ステレオは通常、極性変調と呼ばれるプロセスを使用してステレオ差信号を送信することで実現されます。極性変調では、両側のサイドバンドにオーディオがある 31.25 kHz の縮小サブキャリアを使用します。これにより、次の信号構造が得られます: L + R --> 31.25 kHz 縮小サブキャリア L - R。

多くのヨーロッパ諸国で使用されている 4 メートル帯域 (70 ～ 70.5 MHz) のアマチュア無線の割り当ては、完全に OIRT FM 帯域内にあります。この帯域と 6 メートル帯域 (50 ～ 54 MHz) のオペレータは、放送局の存在を東ヨーロッパまたはロシアへの「入り口」があることを示すものとして利用します。4 メートルのアマチュア無線の割り当てはわずか 0.5 MHz 以下であり、1 つの放送局が帯域の大部分にかなりの干渉を引き起こすため、これは一長一短です。

システムD のテレビチャンネル R4 と R5 は、87.5～108 MHz の FM 音声放送帯域内に全部または一部含まれています。したがって、システム D をまだ使用している国では、この帯域を音声放送に最大限活用するために、テレビ放送の再編成を検討する必要があります。

日本の FM 帯域は 76～95 MHz (以前は 76～90) です。90～108 MHz セクションは、アナログ VHF テレビのチャンネル 1、2、3 に使用されていました (各NTSCテレビ チャンネルの幅は 6 MHz)。日本の帯域が狭い (CCIR 帯域の 20 MHz 強と比較して 19 MHz) ため、ダイヤルに収容できる FM 局の数が制限され、その結果、多くの民間ラジオ局はAM を使用せざるを得ません。

日本のラジオの多くは、日本の FM バンドと CCIR FM バンドの両方を受信できるため、同じモデルを日本国内で販売したり、輸出したりできます。ラジオは 76 ～ 108 MHz をカバーし、周波数範囲はユーザーが選択できます。また、組み立て時に、特別に配置されたダイオードやその他の内部コンポーネントを使用して、ラジオを 1 つのバンドで動作するように設定することもできます。

従来のアナログ同調（ダイヤル＆ポインター）ラジオは、以前は76～88セクションに「TVサウンド」と表示されていました。これらのラジオが米国で販売された場合、たとえば、76～88セクションにはVHFチャンネル5と6（2つの6MHz幅のNTSCテレビチャンネル）のTVサウンドが、88～108セクションバンドは通常のFMとして表示されます。従来のFMラジオとの「TVサウンド」の互換性は、 2009年の米国のデジタルテレビ移行で終了しましたが、チャンネル6の限られた数の低出力局はまだアナログを使用しています。これらの低出力局は2021年にデジタルに切り替わります。

日本から輸入された中古車には日本の FM バンド用に設計されたラジオが搭載されており、輸入業者は多くの場合、87.5 ～ 107.9 MHz のバンドをラジオが受信できる周波数にダウンコンバートする「コンバータ」を取り付けています。誤った周波数が表示されることに加えて、望ましくないパフォーマンスにつながる可能性がある他の 2 つの欠点があります。コンバータは、通常の国際 FM バンド (最大 20.5 MHz 幅) を 14 MHz 幅の日本のバンドに完全にダウンコンバートすることはできません (コンバータにユーザーが切り替え可能な 2 つのダウンコンバート モードが組み込まれている場合を除く)。また、車のアンテナは、より高い FM バンドではパフォーマンスが低下する可能性があります。コンバータの中には、FM バンドを 12 MHz ダウンコンバートするだけで、論理的な周波数 (例: 78.9 を 90.9、82.3 を 94.3 など) になりますが、102 ～ 108 MHz バンドは除外されます。また、RDS は日本では使用されていませんが、ヨーロッパで販売されているほとんどの最新のカーラジオにはこのシステムが搭載されています。また、コンバーターは AM 放送に使用されるMW バンドのパススルーを許可しない場合があります。より良い解決策は、ラジオとアンテナを、車が使用される国向けに設計されたものに交換することです。

オーストラリアでも、オーストラリアのテレビチャンネル 3、4、5 が 88 MHz から 108 MHz の間で同様の状況にあり、日本に倣うつもりでしたが、最終的には、国内に導入された CCIR 無線機のために、西側のバンドプランを選択しました。オーストラリアでは、76 MHz から 90 MHz の無線機がいくつか販売されていました。

1930 年代には、30 MHz を超える「超短波」(VHF) 割り当てで送信するラジオ局を設立するための調査が開始されました。1937 年 10 月、連邦通信委員会(FCC) は、新しい周波数割り当てを発表しました。これには、 41.02 から 43.98 MHz にわたる 75 のチャンネルで構成される実験および教育用の「 Apex 」局のバンドが含まれていました。 ^[12]既存の AM バンドと同様に、これらの局は振幅変調を採用していましたが、隣接する周波数間の 40 kHz 間隔は、標準の AM 放送バンドの 10 kHz 間隔の 4 倍であり、これにより隣接周波数の干渉が軽減され、高忠実度のプログラミングに広い帯域幅が提供されました。

また、1930年代にはエドウィン・ハワード・アームストロングが競合する送信技術「広帯域周波数変調」を開発し、特に高忠実度と静的干渉に対するほぼ耐性により、AM送信よりも優れていると宣伝されました。1940年5月、主にアームストロングの努力の結果として、FCCはApexバンドを廃止することを決定し、1941年1月1日に発効するFMバンドを認可しました。これは42〜50MHzに及ぶ40チャンネルで運用され、^[13]最初の5チャンネルは教育局用に予約されていました。新しいFMバンドには局の所有者から大きな関心が寄せられましたが、第二次世界大戦中に施行された建設制限により、新しいサービスの成長は制限されました。

終戦後、FCCは周波数割り当ての標準化に着手した。懸念事項の1つは、対流圏およびスポラディックE波の伝播の影響であり、これらは時折、遠方から局の信号を反射し、相互干渉を引き起こしていた。特に物議を醸した提案は、デビッド・サーノフ率いるラジオ・コーポレーション・オブ・アメリカ（RCA）が先頭に立っていたもので、この問題を回避するためにFM帯域をより高い周波数にシフトする必要があるというものだった。アームストロングは、この再割り当てにはFMラジオの発展を妨害するという隠れた目的があるとして非難したが、^[14] RCAの提案が勝ち、1945年6月27日、FCCはFM帯域を88〜106MHzの90チャンネルに再割り当てすることを発表した。^{[15] [16]}これはすぐに88〜108MHzの100チャンネルに拡大され、最初の20チャンネルは教育局用に確保された。既存のFM局が元の「低」FMバンドと新しい「高」FMバンドの両方で放送することを許可する期間が続き、1949年1月8日の真夜中に終了し、その時点ですべての低バンドの送信を終了する必要がありました。^[17]

1978年に、教育局用に87.9MHzの周波数が追加で割り当てられた。^[18] 2008年3月、FCCは、2009年2月にデジタルテレビへの移行が完了する予定であったとき（最終的には2009年6月に延期された）、現在アナログテレビのチャンネル5と6（76〜88MHz）が占めている帯域幅をFM放送帯域の拡張に回すことについてパブリックコメントを求めた。^[19]この割り当て提案は、既存の日本のFMラジオサービス（76MHzから始まる）に対応する周波数を、既存の北米FM放送帯域の拡張として使用するために効果的に割り当てるものであった。^[20]通称「フランケンFM 」と呼ばれるいくつかの低出力テレビ局は、2009年から2021年まで、主にチャンネル6のラジオ局として運営され、そのチャンネルの87.7MHzオーディオキャリアを、バンドII全体をカバーするように構成されたほとんどのFM受信機で受信可能なラジオ局として使用していた。それ以来、現状を維持するために、少数の放送局がATSC 3.0信号で特別な音声搬送波を運ぶための特別な暫定許可を受けています。 ^[21]

デジタルラジオ放送（HDラジオ、DAB+など）が徐々に導入されるにつれ、一部の国ではFMラジオの廃止を計画し、開始しています。その結果、2018年1月にノルウェーがFMを廃止した最初の国となりました。

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