利用射电干涉信号处理探测宇宙再电离信号

对HI 21厘米跃迁线的观测有望成为探测宇宙黑暗时代和再电离时期的重要探针。探测该信号的挑战之一在于前景源去除的精度。本文研究了河外点源污染，以及为了达到所需的RMS噪声并能够探测21厘米跃迁线，需要以多高的精度移除亮源（$\gtrsim 1$ Jy）。这里，我们考虑了这些亮源在全球天模型中的位置和流量误差，以及频率无关的残余校准误差。综合波束是本文包含的唯一频率相关项。这项工作确定了校准和源去除方案所需的精度水平，并为即将到来的低频阵列（如MWA、PAPER等）的宇宙再电离数据缩减方案设计提出了约束条件。我们表明，为了探测再电离信号，需要以约0.1角秒的位置精度从数据集中移除亮源。我们的结果还表明，高效的源去除策略只能容忍频率无关的、基于天线的平均残余校准误差，若其在每次观测日（6小时）内保持恒定，则幅度误差需$\lesssim 0.2\%$，相位误差需$\lesssim 0.2$度。在未来的论文中，我们将把这一分析扩展到功率谱域，并纳入频率相关的校准误差和方向相关的误差（电离层、主波束等）。