Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 7.14
Aperture blockage effect on sidelobe level and gain in a center-fed parabola.

---

248
Spacecraft Antennas
G
/
G
0
=
exp [
−
(4
␲⑀
/
␭
)
2
]
where
G
=
antenna gain with error;
G
0
=
antenna gain without error (determined by the diameter, frequency, and
so forth);
⑀
=
surface (root-mean-square, rms) tolerance in the same units as
␭
;
␭
=
the wavelength.
The equation is an approximation that represents the average gain loss over a
large number of antennas having the same physical properties. An individual
antenna would have its own unique error profile and a corresponding gain loss,
which would be larger or smaller than the formula would predict. For example,
at an average gain loss of 1 dB, the rms surface tolerance would have to be
only 1/30th the wavelength. That allows large L-band reflectors to be somewhat
imperfect in absolute terms, since the required surface accuracy is relatively easy
to achieve. At Ka-band, the problem is worsened by the ratio of wavelengths of
more than 12 to 1, where
␭
/30 is one half of a millimeter.
One interesting approach for a center-fed parabolic antenna, shown in Figure
7.15, is to package a very large deployable center-fed reflector constructed like an
umbrella. That allows stowage as a long post and deployment by extending the
umbrella substructure. A subreflector is shown in this configuration to create a
Cassegrain system with the feeds attached to the spacecraft body. The main surface
normally would be made of a flexible metallic mesh or metal-covered fabric. Issues
still remain regarding that design because of the potential for PIM products that
are generated from high-power transmission. PIM, in turn, can radiate and conduct
back into the receiving side of the spacecraft, interfering with proper operation of
the payload. Control of PIM requires careful attention to the design of the mesh
Figure 7.15
An example of a large deployable center-fed parabola for use at L-band.

---

7.2
Reflector Antennas
249
or fabric and good consideration of the overall payload, the frequency plan and
system design to avoid PIM from causing interference in the first place.