LOFAR时间序列数据的定时校准与频谱清洗
天体物理仪器与方法
2016-05-04 v1
摘要
我们描述了一种针对单个射电干涉仪接收机的短电压时间序列数据进行频谱清洗和定时校准的方法。它利用快速傅里叶变换（FFT）频谱在天线对之间的相位差。对于强的、局部化的地面源，这些相位差随时间稳定，而对于多个源之和或噪声则近似均匀随机。仅使用毫秒级长度的数据集，该方法可找出最强的干扰发射机、相对定时校准的一阶解以及故障数据通道。无需接收机的增益响应或静默噪声水平知识。由于数据量相对较小，该方法适用于干涉阵列的在线系统监测设置。我们已将该方法应用于我们的宇宙线数据收集，即由LOFAR射电望远镜记录的来自广延大气簇射的短脉冲测量集合。每次广延大气簇射，我们为每个接收机收集了2毫秒原始时间序列数据。频谱清洗的计算最优灵敏度对应于在25 kHz频谱窗口内、2毫秒数据、48个天线情况下的功率信噪比0.08（或-11 dB）。这对我们的应用完全足够。各天线对间的定时校准以0.4 ns精度执行；对于48个天线各站间信号时钟的校准，精度为0.1 ns。在2011年至2015年期间对各天线对定时校准差异的监测显示出0.08 ns的精度，这有助于监测和校正信号路径同步中的漂移。提出了一种使用飞越阵列的无人机携带脉冲发射机的定时校准交叉检验方法。定时精度类似，为0.3 ns。
引用
@article{arxiv.1603.08354,
title = {Timing calibration and spectral cleaning of LOFAR time series data},
author = {A. Corstanje and S. Buitink and J. E. Enriquez and H. Falcke and J. R. Hörandel and M. Krause and A. Nelles and J. P. Rachen and P. Schellart and O. Scholten and S. ter Veen and S. Thoudam and T. N. G. Trinh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.08354},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics; 10 pages, 7 figures