超指向性

超指向性（ちょうしこうせい）もしくはスーパーゲイン（英:Superdirective,Supergain）とは、フェーズドアレイにおける給電位相及び振幅を工夫することにより、アンテナの同一振幅、共相よりも高い指向性利得を獲得する手法である。

概要

一般的なアレイアンテナにおける給電は、同一の振幅、および共相励振であって、スタックアンテナもこれに当たり、アンテナの利得は、アレイ数に比例する関係となり、またその間隔は1/2λ以上なければならないため、結局開口数で利得は制限されることになる。

通常のアンテナのスタックがこれに当たる。

一方、超指向性では、アンテナの可視領域を広く取る給電方式をとることによってビーム幅の狭い指向性を達成している。

さらに、アレイの間隔を1/2λ以下にすることでアレイ数を増やすことが出来るため、理論的には指向性を無限に高めることが出来る。

しかしながら、超指向性においては以下の問題が発生する。

このため、現実的にはスーパーゲイン効果の極限は起こりえず単に数学上の問題でしかない。

実際にこれを運用するためには以下の対策が考えられる。

このような対策を行った上で現実的な制約を考慮しつつ利得の追求やアンテナの小型化を行う必要がある。

また、アンテナの持つ抵抗損失と放射抵抗の比によって、アレイアンテナの利得が最大になるアレイ間隔が異なる。これを把握することでできる限りの高い指向性を得ることができる。^[1]