Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 7.11
Dual reflector geometries: the Cassegrain and the Gregorian.
Figure 7.12
Conceptual drawing, in cross-section, of a shaped offset reflector.
creates a shaped beam in the secondary pattern. To build the shaped reflector,
precise dimensions are machined in a mandrel, which is the metal mold onto which
resin-impregnated carbon fiber is laid out. After curing, the carbon fiber surface
is lifted off the mandrel and fabricated into the reflector assembly.
We begin our discussion of the two configurations with a review of the center-
fed parabola, which is the basis for all classes of reflector antennas and the simplest
to design and construct. Following this, we consider the offset-reflector antenna,
now the most common configuration.
7.2.1
Center-Fed Parabolic Reflectors
The prime focus approach, illustrated in Figure 7.13, is efficient and effective
because of the ideal geometry that it possesses; however, it has the drawback that
the feedhorn (or system of feedhorns) can block and deflect a portion of the
collimated beam. That is particularly troublesome in frequency reuse spacecraft
antennas in which feedhorn blockages cause high sidelobes, scatter energy outside
the desired coverage, and degrade cross-polarization isolation. The effect of

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7.2
Reflector Antennas
247
Figure 7.13
Geometry of prime-focus fed paraboloidal reflector.
blockage on sidelobe level for a hypothetical center-fed parabola is graphed in
Figure 7.14 (it is approximate and is shown for illustrative purposes only).
The typical parabolic reflector is round to provide symmetry for a curricular
beam. Other shapes are possible and permit the beam to have a noncircular cross-
section as well. For example, an oval-shaped dish produces an oval-shaped beam,
except that the major (longer) axes of the two are at right angles. The reason
is that the wider dimension produces the narrower beamwidth (due to better
concentration of the beam) and vice versa.
The reflector surface is smooth to provide the cleanest output wavefront. There
is a relationship between the surface accuracy, called the surface tolerance, and
the resulting gain, as provided by the following [3]: