面向基于引力波探测器的紧凑二进制信号时变探测响应的快速频率域表达式

对于提议的第三代引力波探测器，如 Einstein Telescope 和 Cosmic Explorer，其敏感带提议延伸至 5 Hz 或更低，低质量紧凑二进制信号（如二进制中子星）仍在探测器敏感带内持续较长时间（最低提议低频截止值为 1 Hz 时可持续数天），因此不能忽略地球自转对探测器响应以及信号随时间变化的多普切频移的影响。在后者情况下，还需考虑地球公转运动的影响，而这目前仅被包含在针对紧凑二进制信号使用连续波技术的分析中。这些效应也适用于当前探测器以及来自假设次亚洲质量二进制信号的信号。本文提出了用于在频率域计算这些效应的简单傅里叶级数方法，给出地球公转运动的低阶傅里叶级数表达式，对于除非常低质量次亚洲质量二进制信号外，所有紧凑二进制信号都足够准确。地球自转对天线型函数的效应表达式不使用定点相近似 (SPA)，因此我们能够表明 SPA 在这些情形下确实相当准确，并提出一个相当于其的傅里叶级数表达式，速度快了一个数量级。我们还提供了这些效应对探测灵敏度以及各种二进制参数随频率积累信息量的示例。