射电波谱学中平滑带通校准的优化
天体物理仪器与方法
2015-06-05 v2
摘要
我们开发了平滑带通校准（SBC）方法及最适合的扫描模式，以优化射电波谱观测。为了进行带通校正，对指向目标源方向相邻的 OFF-source 空白天空的频谱应用了适当的频谱平滑。由于平滑过程降低了噪声，可以在保持信噪比的同时减少 OFF-source 扫描的积分时间。由于平滑不应用于 ON-source 扫描，因此保留了谱线特征的频谱分辨率。最佳平滑窗口由频谱 Allan 方差（SAV）评估的带通平坦度确定。高效的扫描模式是根据时间 Allan 方差（TAV）估算的带通稳定性时间尺度，为 OFF-source 扫描设计的。我们在 VERA Iriki 站使用数字波谱仪 VESPA 测试了 SBC。对于相对于系统噪声的目标噪声水平 5e-4，在 1024 道的总带宽中，最佳平滑窗口为 32 - 60 道，最佳扫描模式设计为 70 秒 ON + 10 秒 OFF 扫描对序列。与传统方法相比，SBC 将噪声水平降低了 1.74 倍。使用 SBC 达到目标所需的总望远镜时间为 400 秒，是传统方法所需 1200 秒的 1/3。计算得出，SBC 在单波束、双波束和飞行扫描（OTF）中的望远镜时间效率分别提高了 3 倍、2 倍和 1.3 倍。SBC 可用于优化今后的观测扫描模式，如果 ON-source 和 OFF-source 频谱被单独记录，也可用于提高存档数据的信噪比，尽管其效率取决于接收系统的频谱稳定性。
引用
@article{arxiv.1205.3889,
title = {Optimization by Smoothed Bandpass Calibration in Radio Spectroscopy},
author = {Haruka Yamaki and Seiji Kameno and Hirohisa Beppu and Izumi Mizuno and Hiroshi Imai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.3889},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 11 figures, to appear in the Publications of Astronomical Society of Japan, Vol.64, No.6