Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 7.10
(a) The prime focus-fed parabolic reflector antenna is subject to feed blockage,
(b) while the offset feed design provides an unobstructed beam.
with diameter. That provides the primary basis for determining the physical size
of the reflector. Another factor is the actual frequency of operation, which must
be sufficiently high to permit the reflector to perform its function and to allow the
use of a reasonably sized feedhorn. The horn opening, which determines the radia-
tion pattern across the reflector, also is dictated by the frequency of operation.
Low frequencies mean a large opening. If the horn opening is too large, it could
block the energy after it leaves the reflector. That is why there is a preference for
the offset geometry, since blockage is avoided.
Reflector antennas may be designed with two reflecting surfaces, as illustrated
in Figure 7.11. There are technical and performance advantages to using two
reflectors, the main one being that it allows the feed to be located behind the main
reflector instead of ahead of it (and potentially in the line of propagation). In
ground antennas, the Cassegrain approach, popular in optical telescopes, allows
the feed, LNA, and potentially the RF electronics as well to be placed behind the
reflector in a protective housing or shelter. A spacecraft version of the Gregorian
type has been used on FSS and BSS spacecraft (Figure 7.9) to increase the focal
length and permit more convenient placement of the feed in close proximity to the
output multiplexer.
Another technical approach to reflector antenna design can provide a shaped
beam with a single feedhorn. It is the shaped reflector, a technology from Japan
that became an industry standard in the mid-1990s for C- and Ku-band bent-pipe
satellites. As shown in Figure 7.12, the reflector is contoured in such a way as to
induce the appropriate current density and phasing on the reflector surface. That

---

246
Spacecraft Antennas