Theoretical and practical limits of superdirective antenna arrays

Certaines applications, comme le transfert d'énergie sans fil, nécessitent des antennes à la fois directives et compactes. Cependant, les antennes électriquement petites (AES) présentent de faibles rendements et des diagrammes de rayonnement quasi isotropes. Les antennes compactes superdirectives peuvent être une solution intéressante pour résoudre les problématiques concernant la directivité et l'efficacité énergétique. Dans cet article, nous présentons les limites théoriques et pratiques des antennes superdirectives. Ces limites sont le niveau de directivité en fonction de la sensibilité sur les coefficients d'excitation ainsi que la diminution de l'efficacité de rayonnement quand la distance inter-éléments diminue. Le besoin de résistances négatives pour concevoir des réseaux superdirectifs à éléments parasites est également une limite pratique dont il faut tenir compte. Les compromis nécessaires entre les dimensions totales de l'antenne (nombre des éléments et distance inter-éléments), la directivité et l'efficacité atteignables sont analysés dans cet article.