FM（周波数変調）

情報信号に応じて搬送波の周波数を変化させて伝送する変調方式であり、それを用いるラジオ放送規格

FM（周波数変調）

概要

FM（Frequency Modulation、周波数変調）は、情報信号の振幅に応じて搬送波（carrier wave）の周波数を変化させて信号を伝送するアナログ変調方式である。1933年にエドウィン・アームストロング（Edwin H. Armstrong）が実用化し、雑音に強く音質に優れるという利点から、現代のラジオ放送と通信の核心技術として定着した。今日では「FM」は変調方式そのものだけでなく、87.5～108MHz帯を使用するFMラジオ放送を総称する語としても広く使われている。

主な内容

変調原理

AM（振幅変調）が搬送波の強さを信号に応じて変えるのに対し、FMは搬送波の周波数を中心周波数の周辺で微細に揺らして情報を乗せる。信号の大きさは周波数偏移（deviation）の大きさで、信号の波形は偏移の変化速度で表現される。搬送波の振幅が一定であるため、振幅雑音（大気雑音、電気スパークなど）の影響を根本的に減らすことができる。

FMの長所と短所

長所：振幅雑音に強く音質がクリアで、信号対雑音比（SNR）が高く、隣接チャネル干渉に対する耐性が相対的に優れている。ステレオ放送や付加データ伝送（RDS）に有利である。
短所：AMより広い帯域幅（約200kHz）を必要とし、送受信機の構造が複雑で、捕捉効果（capture effect）により同一チャネルに二つの信号があると弱い信号が完全に無視される。また直進性が強く、陰影地域が生じやすい。

FM放送帯域と運用

国際電気通信連合（ITU）勧告により地域ごとに帯域が異なる。韓国と米国、欧州の大部分は87.5～108MHzを使用し、日本は76～90MHz（2024年以降99MHzまでの拡張が議論されている）を使う。韓国では88～108MHzが放送用に割り当てられており、チャネル間隔は200kHzである。出力とアンテナ高によって可聴範囲が決まり、山間・陰影地域は中継局や簡易FM放送で補完する。

ステレオと付加サービス

ステレオFMは左右チャンネル信号を和差（L+R、L−R）方式で多重化し、38kHz副搬送波を使用して復調する。ここに57kHz副搬送波でRDS（Radio Data System）を載せ、放送局名、番組情報、交通情報、自動周波数切替（AF）機能を提供する。近年はこれを拡張したRT+、TPEGなどのデータサービスも運用されている。

歴史と転換点

1933年、アームストロングが広帯域FMの特許を出願し、1939年に最初のFM放送局が開局した。
1961年、米国でステレオFM標準が導入され、音楽放送の主力メディアとして浮上した。
韓国では1961年にソウルFM（現KBS 1FM系列）が始まり、1970～80年代に音楽・交通放送が拡大した。
1990年代以降、衛星・ケーブル・インターネットラジオの登場により聴取方式が多様化した。

FM（周波数変調）