氢再电离时代阵列碟形天线 II：基于电磁模拟的光谱结构表征及其科学意义
宇宙学与河外天体物理
2016-11-15 v2 天体物理仪器与方法
摘要
我们使用时域电磁模拟来确定氢再电离时代阵列（HERA）天线的光谱特性。这些模拟是一项多方面活动的一部分，旨在确定该碟形天线设计对于探测再电离时代红移21 cm发射的有效性。我们的模拟显示了HERA悬挂馈源与其抛物面碟形反射器之间存在反射，在150 ns时低于-40 dB，并且在合理阻抗匹配下，对HERA约束EoR参数能力的影响可忽略不计。由此可见，尽管存在反射，碟形天线仍能以相对较低的成本有效提高EoR实验的灵敏度。我们发现HERA馈源圆柱形裙边中的电磁谐振（旨在减少交叉耦合和波束椭圆率）在较大延迟处引入显著功率（200 ns时为-40 dB），这可能导致部分可测量傅里叶模的损失以及灵敏度的适度降低。即使存在这种结构，我们发现天线的光谱响应足够平滑，使得延迟滤波能够在视线波数 Mpc 以下（当前PAPER实验运行区域）包含前景发射。将这些结果纳入费雪矩阵分析，我们发现模拟中观察到的光谱结构对HERA在再电离天体物理相关参数上可实现的严格约束只有很小影响。
引用
@article{arxiv.1602.06277,
title = {The Hydrogen Epoch of Reionization Array Dish II: Characterization of Spectral Structure with Electromagnetic Simulations and its science Implications},
author = {Aaron Ewall-Wice and Richard Bradley and David DeBoer and Jacqueline Hewitt and Aaron Parsons and James Aguierre and Zaki S. Ali and Judd Bowman and Carina Cheng and Abraham R. Neben and Nipanjana Patra and Nithyanandan Thyagarajan and Mariet Venter and Eloy de Lera Acedo and Joshua S. Dillon and Roger Dickenson and Phillip Doolittle and Dennis Egan and Mike Hedrick and Patricia Klima and Saul Kohn and Patrick Schaffner and John Shelton and Benjamin Saliwanchik and H. A. Taylor and Rusty Taylor and Max Tegmark and Butch Wirt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06277},
year = {2016}
}
备注
Accepted to ApJ, 18 pages, 17 Figures. Replacement matches accepted manuscript