Проведены численное исследование и оптимизация характеристик антенн на основе двухслойных сферических диэлектрических линз с учетом аберрационных эффектов, отражений от линз, потерь в диэлектрике, диаграмм направленности облучателя и согласующих слоев. В качестве критерия оптимизации рассмотрено максимальное значение коэффициента усиления антенны. Определены предельно достижимые характеристики антенн. Дано сравнение характеристик антенн на основе двухслойного и однородного шаров и линзы Люнеберга.