HI 强度映射：单天线方法

我们讨论了使用单天线方法探测大尺度 HI 强度涨落，其最终目标是测量重子声学振荡 (BAO) 并约束暗能量性质。我们展示了基于 Millennium 模拟的 $S^3$ 模拟 HI 星表计算的三维功率谱、单个红移切片的二维角功率谱以及单个视线方向谱。我们考虑了在固定灵敏度下，针对低红移和高红移单天线观测的最佳仪器设计和巡天策略。对于对应于 $T_{\rm sys}=50$ K、50 个馈源喇叭和 1 年观测时间的仪器巡天，我们发现低红移 ($z \approx 0.3$) 时，40 角分的分辨率和 5000 平方度的巡天面积接近最优；而在较高红移 ($z \approx 0.9$) 时，则需要 10 角分的分辨率和 500 平方度的面积。来自银河系和河外射电源的连续谱前景辐射可能是个问题。我们推测主要的河外前景可能源于极弱源的成团性。我们评估了其幅度并讨论了可能的缓解方法。随后，我们介绍了为探测低红移 BAO 而设计的单天线望远镜概念。该设计包含一个欠照明的静态 40 米天线，以及一个位于欠照明天线上方 90 米处的 60 单元接收机阵列。将使用相关接收机，每个主科学波束均以指向其中一个天极的天线作为参考，以确保稳定性和控制系统误差。我们对所提议系统进行了灵敏度估算，并预测了 1 年观测后功率谱的不确定性。我们发现，有可能以 2.4% 的精度测量 $z\approx 0.3$ 处的声学尺度，且 $w$ 的测量精度可达 16%。