MeerKAT 的 HI 强度映射：1/f 噪声分析

单碟射电望远镜的时间相关噪声分量（1/f 噪声）对强度映射实验中 HI 信号的可探测性至关重要。本文利用南天极（SCP）跟踪数据，给出 MeerKAT 接收机系统的 1/f 噪声特性。我们估计了每面天线与每种偏振的时域功率谱密度与二维功率谱密度。我们对数据集应用奇异值分解（SVD），表明通过去除最强分量可大幅压低 1/f 噪声，说明其在频率上高度相关。不做 SVD 模减法时，在 $20\,\text{MHz}$ 积分下的拐点频率高于 $0.1\,\text{Hz}$；仅做 $2$ 个模减法，拐点频率便降至 $\sim 3\times 10^{-3}\,\text{Hz}$，表明在数百秒时间尺度上系统引起的 1/f 型涨落远小于热噪声涨落。二维功率谱显示 1/f 型涨落局限于时频空间的小区域，要么在频率上要么在时间上具有长波关联。这给出宽广的宇宙学尺度范围，可在其中测量 21cm 信号而无需进一步校准增益的时间涨落。最后，我们证明简单的功率谱参数化足以描述数据，并给出一维与二维功率谱的拟合参数。