射电干涉仪波束方向图的高维推断 I：HERA波束的参数化模型
天体物理仪器与方法
2024-07-25 v2
摘要
精确模拟主波束是射电天文学中一项重要但困难的任务。对于21厘米强度映射等高动态范围问题，波束旁瓣和频谱结构的微小建模误差可能转化为显著的系统误差。真实波束表现出复杂的空间和频谱结构，这对波束测量和校准方法构成了重大挑战。在本系列论文中，我们提出了一个贝叶斯框架，用于从干涉可见度数据中推断具有复杂波束结构的大型阵列的每个阵元波束方向图，前提是假设一个特定（但可能不确定）的天空模型和校准解。在这第一篇论文中，我们为波束开发了一个紧凑的基，使得贝叶斯计算能够通过高维采样方法实现。我们以氢再电离时期阵列（HERA）为例，验证了该基能够用相对较少的系数来描述其单阵元E场波束（即不考虑互耦等阵列效应）。我们发现，对于当前的HERA Vivaldi馈源，每个馈源、入射极化和频率使用32个系数，足以在主瓣和旁瓣分别产生百分之几和约10%的误差，当使用128个系数时，误差可改善至约0.1%和约1%。
引用
@article{arxiv.2403.13769,
title = {High-dimensional inference of radio interferometer beam patterns I: Parametric model of the HERA beams},
author = {Michael J. Wilensky and Jacob Burba and Philip Bull and Hugh Garsden and Katrine A. Glasscock and Nicolas Fagnoni and Eloy de Lera Acedo and David R. DeBoer and Nima Razavi-Ghods},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.13769},
year = {2024}
}