理解综合成像的动态范围

我们开发了一个通用框架，用于量化由天线阵列或孔径阵列站构成的图像噪声预算中各种不同的贡献。可见度数据的每个噪声贡献都与相关的相关时间尺度和频率带宽相关联，从而可以评估其对完整观测的净影响。所有量均被参数化为观测频率和可见度基线长度的函数。我们将由此得到的噪声预算分析应用于将在约 100 MHz 至 5 GHz 之间运行的各种现有和计划中的望远镜系统，以确定它们为实现热噪声受限性能而必须克服的校准挑战的量级。我们得出结论，天线或孔径阵列站的小尺寸在几个方面增加了校准挑战。与当前阵列的 25 m 天线相比，使用 15 m 级天线实现热噪声受限性能将更具挑战性。部署相控阵馈源可以缓解部分性能风险，选择 (alt,az,pol) 装置可以进一步缓解风险，尽管更大的天线直径提供了最佳的风险缓解前景。以校准算法复杂度增加为代价，可以预期成像性能的许多改进。然而，相对于校准变量而言，数据约束数量不足最终造成了根本性限制。即将建成的孔径阵列系统将在一个前所未有的运行机制中工作，预计其中各种效应将比热噪声高出两到三个数量级。在这些系统中实现常规的热噪声受限成像性能是一项极端挑战。该挑战的量级与孔径阵列站直径成反比。