重访射电干涉成像中的扩频效应：w-projection 算法的稀疏变体

下一代射电干涉望远镜将表现出非共面基线构型和宽视场，从而引起天空图像的 w-调制，进而诱发扩频效应（spread spectrum effect）。我们重新审视了该效应对成像质量的影响，并研究了一种新的算法策略以处理图像重建过程中的相关算子。先前的研究表明，由于扩频效应，压缩感知框架下的图像恢复得到了改善，其中 w-调制可以增加测量与稀疏信号表示之间的不相干性。为了计算效率，之前的理想化实验仅考虑了望远镜指向方向上恒定的基线分量 w。我们将此分析扩展到更现实的情形，即每个可见度测量的 w 分量均发生变化。首先，将变化的 w 分量纳入成像算法是一项计算要求很高的任务。为此，我们提出了一种基于自适应稀疏化过程的 w-projection 算法变体，并将其融入压缩感知成像方法中。这种 w-projection 算法的稀疏矩阵变体具有通用性，能适应每个核的支持域。因此，它适用于所有类型的方向依赖效应。其次，我们表明，对于具有变化 w 分量的 w-调制，其重建质量相较于无 w-调制（即 w=0）的情形有显著提升，达到与恒定最大 w 分量情形相当的质量水平。这一发现证实，人们可以寻求优化未来的望远镜构型以促进大的 w 分量，从而增强扩频效应，进而提高图像重建的保真度。