利用大型天线阵列进行低复杂度射电天文射频干扰抑制

随着无线电通信的持续增长，射电天文源数据受到的污染日益增加，阻碍了对天体射电源的研究。在许多情况下，快速抑制强射频干扰 (RFI) 对于研究短寿命射电瞬变源非常有价值，以便天文学家能够对天体射电源进行详细观测。手动切除时间和频率上受污染块的标准方法使得被移除的数据无法用于射电天文分析。这激发了对针对 M 天线阵列更好的射频干扰 (RFI) 抑制技术的需求。尽管许多抑制强 RFI 的解决方案提高了最终天体源信号的质量，但许多标准方法需要接收信号空间协方差矩阵 ($\textbf{R} \in \mathbb{C}^{M \times M}$) 的所有特征值，这对于去除大小为 $d$ 的 RFI 具有 $O(M^3)$ 的计算复杂度，其中 $\textit{d} \ll M$。在这项工作中，我们研究了两种 RFI 抑制方法：1) 基于二次均值与算术均值 (QMAM) 方法的计算高效 Lanczos 方法，利用在类似射电天空条件下先前收集的数据信息；2) 使用天体源作为参考进行 RFI 抑制的方法。QMAM 使用 Lanczos 方法寻找协方差矩阵 $\textbf{R}$ 的 Rayleigh-Ritz 值，从而将整个方法的计算复杂度降低到 $O(\textit{d}M^2)$。我们使用来自长波长阵列 (LWA-1) 射电天文台的数据进行的数值结果表明，两种 proposed 方法在去除强 RFI 方面均有效，且基于 QMAM 的方法仍具有计算效率。