滤波器对 LISA 时延干涉测量残余激光噪声的影响

激光干涉空间天线（LISA）是欧洲空间局的一项任务，旨在测量毫赫兹频段的引力波。激光频率噪声进入干涉测量中，并在量级上比预期的引力信号高出许多个数量级。时延干涉测量（TDI）是一种通过合成虚拟等臂干涉测量来降低该激光噪声的技术。实验室实验和数值模拟已证实，在概念验证装置中，这种抑制程度足以满足任务的科学目标。在本文中，我们表明当考虑星座的弯曲时，星上抗混叠滤波器在 TDI 性能中起着重要作用。这种耦合在以往的研究中被忽略了。为了达到最优的抑制水平，必须在星上使用群延迟为零的滤波器或离线合成此类滤波器。我们提出了一种包含该弯曲-滤波耦合的残余激光噪声理论模型。我们还使用两个独立的模拟器来产生真实的测量信号并计算相应的 TDI 迈克尔逊变量。我们表明，我们的理论模型与模拟数据以极高的精度相符。利用这两种互补的方法，我们确认了 TDI 在更真实的任务设置中降低激光频率噪声的能力。该理论模型为滤波器设计与实现提供了见解。