直接成像射电望远镜的高效反馈校准算法

我们提出了 E-field Parallel Imaging Calibration (EPICal) 算法，该算法满足了直接成像射电天文相关器对快速校准方法的需求。直接成像涉及天线信号的空间快速傅里叶变换，缓解了射电相关器中典型的 $\mathcal{O}(N_{\mathrm{ant}}^2)$ 计算瓶颈，并产生了更平缓的 $\mathcal{O}(N_g \log_2 N_g)$ 缩放，其中 $N_{\mathrm{ant}}$ 是阵列中天线的数量，$N_g$ 是成像分析中的网格点数量。这可以为由数百或数千个天线组成的下一代阵列节省数量级的计算成本。然而，由于天线信号在成像相关器中混合而不创建可见度，增益校正必须在成像之前应用，而不是在相关后的可见度上。我们开发了EPICal算法以快速形成增益解且从不形成可见度。该方法随天线数量缩放，并产生与基于可见度的结果相当的结果。我们使用模拟来演示EPICal技术并研究我们增益解的噪声特性，表明它们在实际情况中与基于可见度的解相似。通过将EPICal应用于两秒的长波长阵列（Long Wavelength Array）数据，我们实现了相比未校准图像65%的动态范围改进，表明该算法是下一代仪器的一个有前景的解决方案。