サイドバンド

無線通信において、側波帯とは、変調処理の結果として生じる、搬送波周波数よりも高い周波数帯または低い周波数帯のことです。側波帯は、無線信号によって送信される情報を伝達します。側波帯は、搬送波を除く変調信号のすべてのスペクトル成分から構成されます。搬送波周波数より高い信号成分は上側波帯（USB）を構成し、搬送波周波数より低い信号成分は下側波帯（LSB）を構成します。あらゆる変調方式で側波帯が発生します。

サイドバンドの生成は、1つの三角関数恒等式で説明できます。

${\displaystyle \cos(A)\cdot \cos(B)\equiv {\tfrac {1}{2}}\cos(A+B)+{\tfrac {1}{2}}\cos(AB)}$

追加${\displaystyle \cos(A)}$両側へ：

${\displaystyle \cos(A)\cdot [1+\cos(B)]={\tfrac {1}{2}}\cos(A+B)+\cos(A)+{\tfrac {1}{2}}\cos(AB)}$

（例えば） ${\displaystyle A\triangleq 1000\cdot t}$ そして ${\displaystyle B\triangleq 100\cdot t,}$ どこ${\displaystyle t}$時間を表す：

$\displaystyle \underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{搬送波}}\cdot \underbrace {[1+\cos(100\ t)]} _{\text{振幅変調}}=\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(1100\ t)} _{\text{上側波帯}}+\underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{搬送波}}+\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(900\ t)} _{\text{下側波帯}}.}$

振幅変調に複雑さと時間変動を加えると、側波帯にもそれが加わり、帯域幅が広がり、時間とともに変化します。事実上、側波帯は信号の情報内容を「運ぶ」のです。^{[ 1 ]}

サイドバンド特性

上記の例では、変調された信号と純粋な正弦波との相互相関、${\displaystyle \cos(\omega t),}$すべての値でゼロになります${\displaystyle \omega }$ただし、1100、1000、900は例外です。また、ゼロ以外の値は、3つの成分の相対的な強さを反映しています。この概念のグラフはフーリエ変換（またはスペクトル）と呼ばれ、サイドバンドを視覚化し、そのパラメータを定義する一般的な方法です。

搬送波信号の振幅変調は、通常、鏡像関係にある2つの側波帯を生成します。搬送波周波数より高い周波数の信号成分は上側波帯（USB）を構成し、搬送波周波数より低い周波数の信号成分は下側波帯（LSB）を構成します。例えば、900  kHzの搬送波を1 kHzの音声信号で振幅変調すると、生成される無線周波数スペクトルには900 kHzに加えて899 kHzと901 kHz の成分が含まれます。したがって、例えば7 kHzの音声帯域幅を実現するには、 14 kHzの無線スペクトル帯域幅が必要になります。     従来のAM送信方式（放送帯AM局などで使用されている方式）では、搬送波と両側の側波帯が存在するため、同期検波回路または単純な包絡線検波器のいずれかによって元の音声信号を復元（「検出」）することができます。これは二重側波帯振幅変調（DSB-AM）と呼ばれることもありますが、DSBのすべての方式が包絡線検波器と互換性があるわけではありません。

AM の一部の形式では、電力を節約するために搬送波が削減されることがあります。DSB削減搬送波という用語は通常、受信回路が強力な搬送波を再生したり、少なくとも位相同期ループを同期させたりできるだけの搬送波が送信に残っていることを意味しますが、搬送波が完全に除去され、搬送波が抑制されたダブルサイドバンド( DSB-SC)を生成する形式もあります。搬送波抑制システムでは、受信機に高度な回路が必要となり、元の搬送波周波数を推測するための別の方法も必要になります。例として、38 kHzサブキャリアでステレオFM 放送で送信されるステレオ差 (LR) 情報があります。これは、モノラル信号周波数 (最大 15 kHz) とステレオ情報サブキャリアの下限 (38 - 15 kHz 、つまり 23 kHz)の間に、38 kHz 搬送波周波数の半分の低電力信号が挿入されるものです。受信機は、特別な 19 kHzパイロットトーンを倍増することで、サブキャリアをローカルで再生します。別の例として、PALテレビ放送で色情報に従来使用されてきた直交変調では、同期信号は、画像が送信されていない各走査線の「バックポーチ」部分における数サイクルの搬送波の短いバーストです。しかし、他のDSB-SCシステムでは、搬送波はコスタスループまたはスクエアリングループによって側波帯から直接再生される場合があります。これは、信号が常に存在するBPSKなどのデジタル伝送システムで一般的です。     

片側波帯の一部ともう一方の側波帯全体が残る場合、それは残留側波帯と呼ばれ、主にテレビ放送で使用されます。テレビ放送では、残留側波帯がないと許容できない量の帯域幅を占有してしまうためです。片側波帯のみが送信される伝送方式は、単側波帯変調（SSB）と呼ばれます。SSBは、短波放送以外の短波ラジオにおける主要な音声モードです。側波帯は鏡像関係にあるため、どちらの側波帯を使用するかは慣例によります。

SSBでは、搬送波が抑制されるため、サイドバンドの情報に影響を与えることなく、電力が大幅に削減されます（最大12 dB）。これにより、送信電力とRF帯域幅をより効率的に使用できますが、搬送波を再構成するために受信機でビート周波数発振器を使用する必要があります。再構成された搬送波周波数が間違っていると、受信機の出力の周波数が間違っていますが、音声の場合、小さな周波数誤差は明瞭度に問題はありません。SSB受信機を別の視点から見ると、RFからオーディオ周波数へのトランスポーザーとして考えることができます。USBモードでは、ダイヤル周波数が各無線周波数成分から減算されて対応するオーディオ成分が生成されますが、LSBモードでは、入力された各無線周波数成分がダイヤル周波数から減算されます。 

周波数変調では側波帯も発生し、消費される帯域幅は変調指数によって決まります。多くの場合、DSBよりもはるかに広い帯域幅が必要となります。ベッセル関数は、 FM伝送の帯域幅要件を計算するために使用できます。カーソンの法則は、いくつかの用途において帯域幅の有用な近似値となります。

側波帯は隣接チャネルと干渉する可能性があります。隣接チャネルと重なる側波帯の部分は、変調前または変調後（多くの場合両方）にフィルタによって抑制する必要があります。放送帯域周波数変調（FM）では、 ±75 kHzの標準偏差と±100 kHzのチャネル境界を保護するため、75 kHzを超えるサブキャリアは変調率のごく一部に制限され、 99 kHzを超えるサブキャリアは完全に禁止されています。アマチュア無線や公共サービス用のFM送信機は、一般的に±5 kHzの偏差を使用します。     

変調波形を正確に再現するためには、送信機、伝搬経路、受信機からなるシステム全体の信号処理経路に十分な帯域幅が必要であり、それによって十分な側波帯を用いて、所望の精度で変調信号を再現できる必要がある。

アンプなどの非線形システムでは、歪みによって元の信号の周波数成分のサイドバンドが発生することがあります。これは通常最小限に抑えられますが、ファズボックス特有の音楽効果を得るために意図的に発生することもあります。

• 帯域外通信とは、主要な通信チャネルとは異なるチャネルを使用する通信のことである。
• サイドローブ
• サイドバンドコンピューティングは、メインの通信チャネルとは別のチャネルを使用する分散コンピューティング手法である。
• テレビ送信機