الشريط الجانبي

في الاتصالات اللاسلكية ، النطاق الجانبي هو نطاق من الترددات أعلى أو أقل من تردد الموجة الحاملة ، وينتج عن عملية التضمين . يحمل النطاق الجانبي المعلومات المرسلة بواسطة الإشارة اللاسلكية. ويشمل جميع المكونات الطيفية للإشارة المُضمّنة باستثناء الموجة الحاملة. تُشكّل مكونات الإشارة التي تزيد عن تردد الموجة الحاملة النطاق الجانبي العلوي ( USB )، بينما تُشكّل المكونات التي تقل عن تردد الموجة الحاملة النطاق الجانبي السفلي ( LSB ) . وتُنتج جميع أنواع التضمين نطاقات جانبية.

يمكننا توضيح كيفية إنشاء النطاقات الجانبية باستخدام متطابقة مثلثية واحدة :

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

إضافة${\displaystyle \cos(A)}$إلى كلا الجانبين :

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

الاستبدال (على سبيل المثال) ${\displaystyle A\triangleq 1000\cdot t}$ و ${\displaystyle B\triangleq 100\cdot t,}$ أين${\displaystyle t}$يمثل الوقت :

${\displaystyle \underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{الموجة الحاملة}}\cdot \underbrace {[1+\cos(100\ t)]} _{\text{تعديل السعة}}=\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(1100\ t)} _{\text{النطاق الجانبي العلوي}}+\underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{الموجة الحاملة}}+\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(900\ t)} _{\text{النطاق الجانبي السفلي}}.}$

إن إضافة المزيد من التعقيد والتغير الزمني إلى تعديل السعة يؤدي أيضاً إلى إضافته إلى النطاقات الجانبية، مما يتسبب في اتساع نطاقها وتغيرها مع مرور الوقت. في الواقع، تحمل النطاقات الجانبية محتوى المعلومات الخاص بالإشارة. ^{[ 1 ]}

توصيف النطاق الجانبي

في المثال أعلاه، الارتباط المتبادل للإشارة المعدلة مع إشارة جيبية نقية،${\displaystyle \cos(\omega t),}$يساوي صفرًا عند جميع قيم${\displaystyle \omega }$باستثناء 1100 و1000 و900. وتعكس القيم غير الصفرية القوة النسبية للمكونات الثلاثة. ويُعدّ رسم بياني لهذا المفهوم، يُسمى تحويل فورييه (أو الطيف )، الطريقة المعتادة لتصوّر النطاقات الجانبية وتحديد معاييرها.

ينتج عن تعديل سعة إشارة حاملة عادةً نطاقان جانبيان متطابقان. تشكل مكونات الإشارة التي تقع فوق تردد الحاملة النطاق الجانبي العلوي (USB)، بينما تشكل المكونات التي تقع تحت تردد الحاملة النطاق الجانبي السفلي (LSB). على سبيل المثال، إذا  تم تعديل سعة حاملة بتردد 900 كيلوهرتز بواسطة  إشارة صوتية بتردد 1 كيلوهرتز، فستظهر مكونات بترددات 899  كيلوهرتز و901  كيلوهرتز بالإضافة إلى 900 كيلوهرتز في طيف الترددات الراديوية  الناتج ؛ لذا فإن عرض نطاق صوتي (على سبيل المثال) 7 كيلوهرتز سيتطلب عرض نطاق طيفي راديوي 14 كيلوهرتز.  في الإرسال التقليدي بتقنية تعديل السعة (AM) ، كما هو مستخدم في محطات البث الإذاعي بتقنية AM، يمكن استعادة إشارة الصوت الأصلية (الكشف عنها) إما بواسطة دوائر الكشف المتزامنة أو بواسطة كاشفات الغلاف البسيطة ، وذلك لوجود الموجة الحاملة والنطاقين الجانبيين. يُطلق على هذا أحيانًا اسم تعديل السعة ثنائي النطاق الجانبي ( DSB-AM )، ولكن ليست كل أنواع DSB متوافقة مع كاشفات الغلاف.

في بعض أنواع تعديل السعة (AM)، قد يتم تقليل تردد الموجة الحاملة لتوفير الطاقة. يشير مصطلح " النطاق الجانبي المزدوج مع الموجة الحاملة المخفضة " عادةً إلى بقاء كمية كافية من الموجة الحاملة في الإرسال لتمكين دائرة الاستقبال من إعادة توليد موجة حاملة قوية أو على الأقل مزامنة حلقة قفل الطور، ولكن توجد أنواع تُزال فيها الموجة الحاملة تمامًا، مما ينتج عنه نطاق جانبي مزدوج مع موجة حاملة مكبوتة (DSB-SC). تتطلب أنظمة الموجة الحاملة المكبوتة دوائر أكثر تعقيدًا في جهاز الاستقبال وطريقة أخرى لاستنتاج تردد الموجة الحاملة الأصلي. مثال على ذلك هو معلومات الفرق الاستريوفوني (LR) المرسلة في بث FM الاستريو على موجة حاملة فرعية بتردد  38 كيلوهرتز ، حيث يتم إدخال إشارة منخفضة الطاقة بنصف تردد الموجة الحاملة 38 كيلوهرتز بين ترددات الإشارة أحادية القناة (حتى 15 كيلوهرتز) وأسفل الموجة الحاملة الفرعية لمعلومات الاستريو (حتى 38-15 كيلوهرتز، أي 23 كيلوهرتز). يقوم جهاز الاستقبال بإعادة توليد الموجة الحاملة الفرعية محليًا عن طريق مضاعفة نغمة تجريبية خاصة بتردد 19 كيلوهرتز . في مثال آخر، في تعديل التربيع المستخدم تاريخيًا لمعلومات اللون في بث تلفزيون PAL ، تكون إشارة التزامن عبارة عن نبضة قصيرة من بضع دورات من الموجة الحاملة خلال الجزء الخلفي من كل خط مسح عندما لا يتم إرسال أي صورة. ولكن في أنظمة DSB-SC الأخرى، يمكن إعادة توليد الموجة الحاملة مباشرة من النطاقات الجانبية بواسطة حلقة كوستاس أو حلقة تربيع . وهذا شائع في أنظمة الإرسال الرقمي مثل BPSK حيث تكون الإشارة موجودة باستمرار.    

إذا بقي جزء من أحد النطاقين الجانبيين مع بقاء النطاق الآخر بالكامل، يُطلق عليه اسم النطاق الجانبي المتبقي ، ويُستخدم غالبًا في البث التلفزيوني ، والذي لولا ذلك لكان قد استهلك نطاقًا تردديًا كبيرًا جدًا . يُطلق على الإرسال الذي يُرسل فيه نطاق جانبي واحد فقط اسم تعديل النطاق الجانبي الأحادي أو SSB. يُعد SSB نمط الصوت السائد في راديو الموجات القصيرة باستثناء البث الإذاعي على الموجات القصيرة . ولأن النطاقين الجانبيين متطابقان، فإن اختيار النطاق الجانبي المستخدم هو مسألة عرفية.

في نظام SSB، يتم كبح الموجة الحاملة ، مما يقلل الطاقة الكهربائية بشكل ملحوظ (بنسبة تصل إلى 12  ديسيبل) دون التأثير على المعلومات في النطاق الجانبي. هذا يُحسّن من كفاءة استخدام طاقة جهاز الإرسال وعرض نطاق الترددات الراديوية، ولكن يجب استخدام مذبذب تردد الخفقان في جهاز الاستقبال لإعادة تكوين الموجة الحاملة. إذا كان تردد الموجة الحاملة المُعاد تكوينه خاطئًا، فسيكون خرج جهاز الاستقبال بترددات خاطئة، ولكن بالنسبة للكلام، لا تُشكّل أخطاء التردد الصغيرة مشكلة في وضوح الإشارة. ويمكن النظر إلى جهاز استقبال SSB أيضًا على أنه مُحوّل ترددات من الترددات الراديوية إلى الصوت : في وضع USB، يُطرح تردد القرص من كل مُكوّن من مُكوّنات الترددات الراديوية لإنتاج مُكوّن صوتي مُقابل، بينما في وضع LSB، يُطرح كل مُكوّن من مُكوّنات الترددات الراديوية الواردة من تردد القرص.

يُنتج تعديل التردد نطاقات جانبية، ويعتمد عرض النطاق الترددي المُستهلك على معامل التعديل ، وغالبًا ما يتطلب عرض نطاق ترددي أكبر بكثير من النطاق الجانبي المزدوج. يمكن استخدام دوال بيسل لحساب متطلبات عرض النطاق الترددي لعمليات إرسال تعديل التردد. تُعد قاعدة كارسون تقريبًا مفيدًا لعرض النطاق الترددي في العديد من التطبيقات.

قد تتداخل النطاقات الجانبية مع القنوات المجاورة . يجب كبح الجزء من النطاق الجانبي الذي يتداخل مع القناة المجاورة بواسطة مرشحات ، قبل أو بعد التضمين (غالبًا كليهما). في تضمين تردد البث (FM)، تُحدَّد الموجات الحاملة الفرعية التي تزيد تردداتها عن 75 كيلوهرتز بنسبة ضئيلة من التضمين، ويُحظر استخدامها تمامًا فوق 99 كيلوهرتز لحماية الانحراف الطبيعي البالغ ±75 كيلوهرتز وحدود القناة البالغة ±100 كيلوهرتز . تستخدم أجهزة إرسال FM للهواة والاستخدام العام انحرافًا قدره ±5 كيلوهرتز.     

لإعادة إنتاج شكل الموجة المعدلة بدقة، يجب أن يكون لمسار معالجة الإشارة بالكامل لنظام جهاز الإرسال ومسار الانتشار وجهاز الاستقبال عرض نطاق ترددي كافٍ بحيث يمكن استخدام عدد كافٍ من النطاقات الجانبية لإعادة إنشاء الإشارة المعدلة بالدرجة المطلوبة من الدقة.

في نظام غير خطي كالمضخم، قد تتولد نطاقات جانبية لمكونات تردد الإشارة الأصلية نتيجةً للتشويه. وعادةً ما يتم تقليل هذا التشويه إلى أدنى حد، ولكن قد يتم ذلك عمدًا للحصول على التأثير الموسيقي المميز لصندوق التشويه .

• تتضمن الاتصالات خارج النطاق استخدام قناة أخرى غير قناة الاتصال الرئيسية.
• الفص الجانبي
• الحوسبة الجانبية هي طريقة حوسبة موزعة تستخدم قناة منفصلة عن قناة الاتصال الرئيسية.
• جهاز إرسال تلفزيوني