MEDEA：用于 21 米宇宙学和天线设计研究的射频天线波束图样新模型

在 21 米实验宇宙学中，对射电望远镜天线波束响应的准确表征至测量 21 米信号至关重要。计算电磁(CEM)仿真通过对 EM 模型施加不同依赖项(如土壤介电常数或相对于环境的取向)来估算天线波束图样和频率响应。然而，搜索所有可能的参数空间以优化天线设计或准确表示波束至需用于 21 米宇宙学中系统模型的层次，计算成本高昂。因此我们提出了 MEDEA，一种快速且准确生成大范围超参数空间中远场辐射图样的模拟器。MEDEA 采用 CEM 软件模拟的子集天线，沿空间分解为完整线性基中的系数，然后对任意超参数处的新天线进行插值。我们对解析偶极子和两个受新月登陆任务启发的数值天线进行了 MEDEA 测试，然后将其作为模型拟合模拟射电光谱仪数据，以提取输入天线超参数的协方差。我们发现，使用不超过 20 个输入天线，插值天线的均方根相对误差最多为 $10^{-2}$，且来自相同天线集合的模型与模拟数据拟合能够恢复输入天线超参数。当引入系统偏差到模拟数据中时，提取的天线超参数会呈现偏差，情况如预期。我们提出了若干未来扩展，以潜在地考虑此类偏差。