天籁圆柱先导阵列的电磁特性

21 cm强度映射实验的一大挑战是比21 cm信号亮数个量级的前景辐射。前景去除利用了其频谱平滑而红移21 cm信号频谱随机的事实。然而，仪器响应的非平滑性使问题复杂化。本文描述了天籁圆柱阵列的电磁仿真，该阵列是21 cm强度映射实验的先导装置。由于涉及巨大尺度，直接仿真需要大量计算资源。我们通过组合方法使仿真可行：先仿真单个馈源，再仿真馈源单元阵列，最后将馈源阵列与圆柱反射面一起，得到单个圆柱的响应。我们研究了其辐射方向图、带通响应以及馈源单元间互耦效应，并将结果与观测比较。测量结果中的许多特征在仿真中得到了很好复现，特别是与反射面上驻波相关的振荡特征。馈源单元间的互耦用S参数量化，其随两馈源间距增大而减小。基于仿真的S参数，我们估计了在可见度数据中已观测到的相关噪声，结果在幅度和频率结构上均与数据高度一致。这些结果为实际仪器中21 cm信号提取问题提供了有益见解。