基于天线电场的实时高时间分辨率直接宽视场射电成像
天体物理仪器与方法
2020-01-08 v2
摘要
近期实时直接成像射电干涉相关器的演示代表了射电天文学的一项新能力。然而,若不加补偿,宽视场效应和阵列非共面性会降低图像质量,使得用此方法宽视场成像具有挑战性。本文提出一种使用直接傅里叶变换(DFT)的替代性直接成像相关策略,建模为线性算子,促进DFT矩阵与来自每副天线的电场向量之间的矩阵乘法。这为宽视场和非共面效应提供了完美校正。当用长波阵列(LWA)数据实现时,尽管理论浮点成本更高,其计算性能与先前演示的直接成像技术相当。它还具有额外优势,例如对稀疏阵列成像以及对所成像天空坐标的控制,允许图像上可变像素放置。在合适阵列上实现时,它在实践中是一种高度灵活高效的直接射电成像方法。提出了一种使用DFT的可用电场直接成像架构,同时探索了类似于基于可见量的成像的宽视场成像技术,并解释了它们为何不能很好地适配用数字化电场数据直接成像。DFT成像方法在LWA望远镜真实数据上得到演示,同时给出了详细性能分析,并探讨了其对其他阵列的适用性。
引用
@article{arxiv.1909.03973,
title = {Direct Wide-Field Radio Imaging in Real-Time at High Time Resolution using Antenna Electric Fields},
author = {James Kent and Adam P. Beardsley and Landman Bester and Steve F. Gull and Bojan Nikolic and Jayce Dowell and Nithyanandan Thyagarajan and Greg B. Taylor and Judd Bowman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.03973},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 8 figures, 2 tables. Accepted for publication in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society