Среднефокусная осесимметричная антенна . В среднефокусной параболической осесимметричной антенне применен рефлектор от радиорелейной станции трехсантиметрового диапазона диаметром 1 м, со средним фокусным расстоянием 30 см. Большой угол раскрыва этого рефлектора (2ψ0 = 150) потребовал более тщательного расчета диаметра круглого волновода, открытый конец которого служит облучателем. По приблизительным оценкам коэффициент использования поверхности рефлектора этой антенны – около 0,6; коэффициент усиления – около 39 дБВт. Волновод и облучатель такой конструкции можно применить и для рефлекторов большего диаметра, но с таким же углом раскрыва. Коэффициент усиления по мощности и ширину диаграммы направленности антенны с рефлектором большего (или меньшего) диаметра можно приблизительно оценить по приведенным выше соотношениям.
Короткофокусная осесимметричная антенна . В короткофокусной антенне может быть применен короткофокусный параболический рефлектор, у которого глубина соизмерима с фокусным расстоянием, а угол раскрыва 2ψ0 может достигать 180° и более. Применение таких рефлекторов возможно лишь при условии наиболее полного использования их поверхности (коэффициент использования поверхности – в пределах 0,6–0,7). Это, в свою очередь, диктует необходимость создания облучателей с углом диаграммы направленности, равным углу раскрыва примененного короткофокусного параболического рефлектора. Так как конструирование таких облучателей вызывает целый ряд непреодолимых трудностей, то приходится применять вспомогательное зеркало, то есть строить двухзеркальную антенну по схеме Кассегрена (рис. 39).
Интересно отметить, что двухзеркальная антенна с гиперболическим контррефлектором названа именем Кассегрена, применившего в 1672 году такую систему для сбора энергии световых лучей от удаленных небесных светил, то есть в качестве телескопа. Ранее, в 1663 году, Грегори предложил вариант двухзеркального телескопа с основным параболическим рефлектором и эллипсоидным контррефлектором. По схеме Грегори строятся лишь длиннофокусные двухзеркальные антенны, в которых к тому же требуется более высокая точность исполнения контррефлектора, чем в антенне по схеме Кассегрена.
Двухзеркальная антенна . Полностью собрать энергию принятого сигнала с поверхности короткофокусного параболического рефлектора с большим углом раскрыва одним облучателем не удается. Это можно обеспечить, применив дополнительное гиперболическое зеркало (контррефлектор) (рис. 39). Вспомогательное зеркало (контррефлектор) представляет собой симметрично усеченный гиперболоид вращения, один фокус O1 которого должен совпадать с фокусом F параболического рефлектора. Во втором фокусе O2 второй мнимой ветви гиперболоида располагают облучатель, в качестве которого использована рупорная антенна круглого сечения с не столь большим собственным углом диаграммы направленности. Он рассчитан так, чтобы облучалась лишь поверхность гиперболического контррефлектора.
Несмотря на то что контррефлектор создает значительное затемнение для падающих на рефлектор лучей принимаемого сигнала, коэффициент использования поверхности рефлектора за счет эффективного сбора с него энергии оказывается довольно высоким (0,6–0,7). С контррефлектора энергия собирается рупорным облучателем с относительно малым углом раскрыва. Кроме того, такой двухэтапный сбор энергии приводит к более плавному, а следовательно, и более полному согласованию облучателя с основным рефлектором. Это, казалось бы, должно существенно уменьшить стоячие волны. Однако отраженные от входа конвертера волны, попадающие на центральную часть контррефлектора, не уходят в свободное пространство, из-за чего уровень стоячих волн увеличивается.
Если в двухзеркальной антенне, широко использовавшейся в радиолокационных системах на частотах 4 ГГц, применен параболический рефлектор диаметром 1,5 м с глубиной и фокусным расстоянием 0,38 м и углом раскрыва 180°, то коэффициент усиления антенны на частоте 11 ГГц окажется равным не менее 43 дБВт при ширине диаграммы направленности 1,2° и коэффициенте использования поверхности основного рефлектора около 0,6.