单天线强度映射实验的模拟

HI 强度映射是一种新兴的探测暗能量的工具。红移后的 HI 信号观测将受到仪器噪声、大气和银河系前景的污染。后者预计比我们希望探测到的 HI 辐射亮四个数量级。我们展示了一个单天线观测模拟，包括带有 1/f 噪声和白噪声的仪器噪声模型，以及包含弥散银河系前景和 HI 辐射的天空辐射。我们考虑了两种前景清除方法：谱参数拟合和主成分分析。对于前景和仪器效应的平滑频谱，我们发现参数拟合方法提供的残差仍受前景和 1/f 噪声污染，但主成分分析可以将这种污染去除到热噪声水平。该方法对于一系列不同的前景和噪声模型都是稳健的，因此构成了一种从数据中恢复 HI 信号的有前景的方法。然而，它会导致约 5% 的宇宙学信号泄漏到被减除的前景中。成分分离方法的效率在很大程度上取决于前景和 1/f 噪声频谱的平滑度。我们发现，只要整个频带上的谱变化相对于通道宽度是缓慢的，前景清除方法仍然有效。