Contamination of the Epoch of Reionization power spectrum in the presence of foregrounds
我们构建前景模拟包括空间相关的河外和弥漫的银河系的发射组件和计算的“内在”（无仪器）的二维空间功率谱和圆柱形和球形平均的三维k-空间功率谱的时代的再电离（EoR）和我们的前景模拟使用贝叶斯功率谱估计框架。这导致我们确定一个模型相关的区域的最佳信号估计为我们的前景和EoR模型，在EoR信号相对于前景的空间功率最大化。我们确定了一个目标字段相关的区域，在k空间中，在低k_perp和k_parallel的固有前景功率谱污染和过渡到一个相对前景自由的固有EoR窗口在该区域的补充。k空间的污染区域表明，同时估计EoR和前景对于获得EoR功率谱的统计稳健估计是重要的;从忽略其协方差的方法中将获得有偏结果。使用模拟观测与频率相关的紫外线覆盖和主波束，与前者来自HERA在37天线和331天线配置，我们恢复仪器功率谱与其内在的对应。我们讨论了这些结果的影响，最佳策略的无偏估计的EoR功率谱。
2016-07-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Epoch of Reionization Power Spectrum Limits from Murchison Widefield Array Data Targeted at EoR1 Field
目前，在再电离时期测量中性氢21厘米功率谱的尝试受到系统学的限制，系统学产生的测量上限高于热噪声和预期的宇宙学信号。这些系统学产生于观测、仪器和分析效应的结合。为了进一步理解和减轻这些影响，探索现有数据集的不同方面是有益的。其中一个方面是观测场的选择。迄今为止，MWA EoR观测主要集中在EoR 0字段。在这项工作中，我们提出了一个新的详细分析EoR 1字段。EoR 1区域是南方射电天空中最冷的区域之一，但包含非常明亮的射电星系Fornax-A。在干涉仪的主光束中存在这种明亮的扩展光源使得EoR 1的校准和分析特别具有挑战性。我们证明了最近开发的shapelet模型的Fornax-A在改善这一领域的结果的有效性。我们还描述和应用了一系列的数据质量指标，识别和删除系统污染的数据。通过大幅改进的源模型、升级的分析算法和增强的数据质量指标，我们基于对2015年和2014年期间在红移6.5、6.8和7.1处观测到的最佳$\sim$ 14小时数据的分析来确定EoR功率谱上限，其中最低$2σ$上限在$k=0.13~\mathrm{h~ Mpc^{-1}}$处的$Δ^2 \leq (73.78 ~\mathrm{mK)^2}$的z=6.5处，改进了以前的EoR 1测量结果。
2021-10-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Optimising MWA EoR data processing for improved 21 cm power spectrum measurements -- fine-tuning ionospheric corrections
在宇宙的第一个十亿年期间，中性氢发出的红移宇宙学21厘米信号相对于其他银河系和河外射电辐射要微弱得多，这对信号的探测构成了巨大的挑战。因此，精确的仪器校准是Murchison宽场阵列（MWA）等无线电干涉仪成功的重要先决条件，其目标是21厘米的检测。在过去的几年里，新的校准技术，目标是EoR科学的功率谱范例已被积极研究，并在可能的情况下实施。利用最近获得的MWA计算资源，我们测试了MWA EoR项目可用的最先进校准技术的全部功能，重点关注方向相关和方向无关校准。具体来说，我们调查的改进，可以在天空建模，电离层校正，紧凑的源前景减法应用在混合前景缓解方法（一个结合前景减法和避免）的重要校准阶段。此外，我们调查的电离层校正方法，使用内插电离层相位屏幕和评估其性能在功率谱空间。总体而言，我们确定了一种改进的RTS校准配置，该配置在$0.1 \; \text{hMpc}^{-1}$尺度上导致EoR窗口功率污染至少降低2倍。这一改进标志着朝着使用微波局和即将到来的SKA低望远镜探测21厘米信号又迈进了一步。
2022-07-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration Requirements for Detecting the 21 cm Epoch of Reionization Power Spectrum and Implications for the SKA
21厘米再电离时期的观测有望改变我们对星系形成的理解，但如果没有前所未有的仪器校准水平，这些观测是不可能的。我们提出了一个完整的EoR功率谱分析的端到端的模拟，包括一个真正的数据处理管道的所有主要组成部分：天体物理前景和EoR信号的模型，频率依赖的仪器效应，天空为基础的天线校准，和完整的PS分析。这项研究表明，传统的基于天空的每频率天线校准只能在EoR测量分析中实现，如果校准模型是不切实际的准确。为了合理的目录完整性水平，校准在其他前景自由功率谱模式中引入污染，排除PS测量。我们探讨这种污染的起源和潜在的缓解技术。我们发现，有一个很强的联合约束的校准目录和天线的固有频谱平滑度的精度，这对SKA和其他未来的EoR天文台的仪器设计具有重要意义。
2016-06-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration and 21-cm Power Spectrum Estimation in the Presence of Antenna Beam Variations
探测再电离时代（EoR）的信号需要对银河系和银河系外前景、低频无线电仪器、仪器校准和数据分析管道有深刻的理解。在这项工作中，我们建立在现有的工作，旨在了解21厘米功率谱（PS）测量的校准误差的影响。已经确定的是，校准误差有可能通过引入模拟EoR信号结构的额外光谱特征来抑制EoR检测。我们提出了一个简单的方法来估计各种各样的建模残差的影响，在EoR PS估计。我们将此框架应用于Murchison宽场阵列（MWA）中的破碎偶极子的特定情况，以了解其效果并估计其对PS估计的影响。结合估计的百分比MWA瓷砖，至少有一个破碎的偶极子（15%-40%）与分析描述的波束错误引起的偶极子，我们计算校准和源减法后的前景的残差。我们发现，不正确的光束建模引入偏差在二维PS上的顺序为$\sim 10^3\, \mathrm{mK}^2 \,h^{-3}\, \mathrm{Mpc}^{3}$。虽然这比当前最低限值低三个数量级，但比预期信号高两个数量级。因此，确定当前射束模型和方向相关校准管道的准确性对于我们搜索EoR信号至关重要。
2020-02-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
New Limits on 21cm EoR From PAPER-32 Consistent with an X-Ray Heated IGM at z=7.7
我们提出了新的约束条件的21厘米的再电离（EoR）功率谱来自3个月的观察与32天线，双极化部署的唐纳德C。贝克精密阵列探测再电离时代（PAPER）在南非。在本文中，我们证明了延迟谱方法的功效，以避免前景，实现超过8个数量级的前景抑制（在$\textrm{mK}^2$）。结合这种方法与一个程序，用于消除非对角协方差所产生的仪器系统学，我们实现了最好的2西格玛上限的$(41\,\textrm{mK})^2$为$k=0.27 h\textrm{Mpc}^{-1}$在$z=7.7$。该极限落在预期的21 cm EoR信号水平的较亮预测的数量级内。使用这些测量设置的上限，我们产生新的约束21厘米发射在中性区域的各种再电离模型的亮度温度。我们表明，对于几个电离的情况下，我们的测量是不一致的冷再电离。也就是说，加热的中性星系际介质（IGM）是必要的，以保持一致的约束，我们的报告。因此，我们有暗示性的证据表明，通过$z=7.7$，HI已经从其寒冷的原始状态升温，可能是由来自高质量X射线双星或小型类星体的X射线。这一证据的强度取决于IGM的电离状态，我们还不能约束。这一结果与再电离如何进行的标准预测是一致的。
2014-06-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Quantifying EoR delay spectrum contamination from diffuse radio emission
中性氢的21 cm超精细跃迁提供了一个很有前途的探测宇宙的大尺度结构的再电离时代之前和期间，当第一个电离源形成。来自前景源的明亮无线电发射仍然是探测微弱的21厘米信号的最大障碍。然而，前景功率的预期平滑度在傅立叶空间中留下了干净的窗口，其中可以潜在地在热噪声上看到EoR信号。虽然这个窗口的边界在原则上是明确定义的，但前景源的光谱结构、仪器色度和分析中光谱权重的选择都影响有多少前景功率溢出到EoR窗口中。在本文中，我们运行了一套数值模拟的宽场能见度测量，与各种扩散前景模型和仪器配置，并测量污染的傅立叶模式的程度，在EoR窗口使用延迟变换的方法来估计功率谱。我们还测试这些影响与电磁模拟产生的HERA天线波束的模型，考虑到进一步的色彩效果在真正的仪器。我们发现，前景功率溢出是由所谓的“干草叉效应”，其中扩散的前景功率是明亮的地平线附近，由于缩短基线。因此，EoR窗口中的污染模式的程度随着时间的推移基本上是恒定的，除非星系靠近指向中心。
2019-10-23 astro-ph.IM
The Impact of Tandem Redundant/Sky-Based Calibration in MWA Phase II Data Analysis
精密的仪器刻度对21厘米宇宙学实验至关重要。Murchison Widefield Array（MWA）Phase II紧凑型配置为我们提供了冗余校准和基于天空的校准算法的机会;串联使用这两种方法是减轻不准确天空模型引起的校准误差的潜在方法。MWA再电离时代（EoR）实验的目标是三块天空（称为EoR 0，EoR 1和EoR 2），并进行深入观测。\cite{Li_2018}和\cite{Wenyang_2019}先前的工作研究了串联校准对EoR 0场的影响，发现与单独的天基校准相比，它在功率谱方面没有显著改善。在这项工作中，我们将类似的技术应用于EoR 1领域，并发现了一个独特的结果：串联校准的功率谱的改善是显着的。为了理解这一结果，我们分析了EoR 1观测的三个晚上的校准解决方案本身和对功率谱的影响。我们的结论是，明亮的射电星系天炉座A在EoR 1中的存在降低了基于天空的校准的性能，这反过来又使冗余校准产生更大的影响。这些结果表明，冗余校准确实可以减轻一定程度的模型不完整性错误。
2020-09-19 astro-ph.IM
Spectral calibration requirements of radio interferometers for Epoch of Reionisation science with the SKA
射电干涉仪的仪器色度引入的光谱特征有可能对使用早期宇宙的红移中性氢发射线进行再电离时代（EoR）和宇宙黎明（CD）科学的能力产生负面影响。我们描述了仪器校准的选择，影响科学数据的光谱特性，并评估其对EoR统计和层析实验的影响。原则上，我们认为固有的频谱响应的接收天线，嵌入在一个完整的频率相关的主波束响应，和频率相关的仪器采样。我们评估不同的带通校准选项。将该分析应用于拟定的SKA 1-低EoR/CD实验。我们提供SKA站主波束带通的平滑度公差，以满足统计和层析成像（成像）EoR计划的科学目标。测试了两种校准策略：（1）独立地拟合每个精细通道;（2）针对每个~1~MHz粗通道拟合具有（n+1）阶残差（n= 2，3，4）的n阶多项式。策略（1）导致2D功率谱中的不相关功率与热噪声功率成比例，从而降低总体阵列灵敏度。策略（2）导致来自拟合的相关残差，以及具有（n+1）阶曲率的残差信号功率。为了使剩余功率小于热噪声，在单个粗通道上的带通中的四阶项的分数幅度必须<2.5%（50 MHz）、<0.5%（150 MHz）、<0.8%（200 MHz）。层析实验对带通中的相位残差进行了严格的限制。我们发现，在任何细通道（4.578~kHz）的相位变化在所有站的均方根变异性不应超过0.2度。
2016-04-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Necessity of Individually Validated Beam Models for an Interferometric Epoch of Reionization Detection
本文研究MWA非相同波束响应对21厘米EoR功率谱探测的影响，发现单一波束校准会导致前景泄漏超过宇宙学信号1000倍以上，并证明纳入实测形变波束模型可有效抑制泄漏，为EoR探测提供可行校准方案。
2024-09-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
Polarization leakage in epoch of reionization windows: II. Primary beam model and direction dependent calibration
由仪器的偏振主光束引起的扩散偏振发射泄漏到斯托克斯I中可能会模仿来自再电离时期（EoR）的21 cm信号的光谱结构，使其难以分离。因此，了解天线的极化性能对于成功检测EoR信号至关重要。在这里，我们已经计算了LOFAR的名义模型光束在预测从斯托克斯I泄漏到Q，U的准确性，通过比较它们与相应的泄漏的紧凑的源实际观察到的3C295领域。我们已经发现，该模型光束具有小于或等于10%的预测水平的泄漏的视野内，即1%的误差。e.如果使用该模型完美地消除泄漏，则泄漏将减少到斯托克斯I通量的$10^{-3}$。如果在从斯托克斯Q、U到I去除泄漏时可以获得类似的精度水平，则可以说，基于我们先前论文的结果，使用该光束模型去除该泄漏将确保泄漏在圆柱功率谱的几乎整个仪器k空间中远低于预期的EoR信号。我们还表明，在这里，方向相关的校准可以删除仪器极化紧凑的来源，给定的非极化天空模型，非常接近当地的噪声水平。
2016-07-27 astro-ph.IM
Ionospheric effect on the synthetic Epoch of Reionization observations with the SKA1-Low
本研究利用21cme2e流水线评估电离层效应对SKA1-Low观测21厘米功率谱的影响，发现中位偏移小于0.1角秒时信号不受影响，强调需开发高效校准算法。
2025-02-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
The effect of baseline layouts on the EoR foreground wedge: a semi-analytical approach
二维功率谱是分析早期宇宙21厘米信号低频射电干涉观测的现代工具包的基石。它熟悉的形式解开了大量关于天空和望远镜的系统信息，在大的视线尺度上显示为前景主导的“砖”和“楔”，在较小的尺度上显示为互补的“窗口”。本文建立在许多以前的作品在文献中，试图阐明不同的工具和前景因素，有助于这些熟悉的结构在二维功率谱。特别是，我们认为$uv$ -抽样的楔形出现的影响。我们的研究结果验证了预期，任意密集的仪器布局原则上恢复丢失的信息，导致模式混合，因此可以减轻楔形功能。我们得出的经验法则估计所需的基线密度完全楔形缓解，表明这些将是无法实现的实践。我们还讨论了布局的最佳形状，表明在基线的径向分离的对数规律性是有利的。虽然完全抑制前景泄漏到楔形实际上是无法实现的，我们发现，设计布局，促进径向密度和规则性是能够减少1-3个数量级的前景功率的幅度。
2018-10-25 astro-ph.IM
Four Fundamental Foreground Power Spectrum Shapes for 21 cm Cosmology Observations
与明亮的天体物理源相互作用的仪器效应的污染是测量再电离时代和BAO 21厘米功率谱的主要障碍-一种称为模式混合的效应。在本文中，我们确定了四个基本的功率谱形状产生的模式混合，将影响所有即将到来的观测。我们第一次能够解释在高级模拟中看到的楔形结构，并预测基本上没有污染的“EoR窗口”的形状。了解这些污染的来源也使我们能够识别低于成像极限的校准和前景减法误差，为精确观测提供了一个强大的新工具。
2012-04-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Assessing the impact of two independent direction-dependent calibration algorithms on the LOFAR 21-cm signal power spectrum
本研究比较了DDECAL和SAGECAL两种方向依赖校准算法对LOFAR-EoR 21厘米功率谱的影响，发现包含波束模型可提升主波束区域源扣除效果，但两种算法最终产生可比较的功率谱，当前上限不依赖校准方法。
2024-11-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
Polarization leakage in epoch of reionization windows: III. Wide-field effects of narrow-field arrays
偏振银河漫射辐射泄漏到总强度可以潜在地模仿来自再电离时代（EoR）的21厘米信号，因为它们都可能具有波动的光谱结构。虽然我们只在小视场中对EoR信号敏感，但来自更远距离的色旁瓣可能会污染内部区域。在这里，我们探讨泄漏到“EoR窗口”的圆柱平均功率谱（PS）在宽视场内使用3C 196和NCP字段，两个观测领域的LOFAR-EoR项目的观察和模拟的影响。我们给出了两个场的两个一夜观测的偏振PS，发现NCP场沿频率具有更高的波动，因此在高$k_\parallel$下表现出更大的功率，这可能会泄漏到斯托克斯$I$。随后，我们模拟LOFAR观测银河系的扩散偏振发射的基础上的一个模型，以评估什么部分的偏振功率泄漏到斯托克斯$I$，因为初级光束。我们发现，在仪器$k$ -空间的均方根分数泄漏是$0.35\%$在3C 196领域和$0.27\%$在NCP领域，它不改变显着的直径内的$15^\circ$，$9^\circ$和$4^\circ$。基于所观察到的PS和模拟的分数泄漏，我们表明，到斯托克斯$I$泄漏类似的水平，预计在3C 196和NCP字段，和泄漏可以被认为是在PS的偏置。
2017-06-02 astro-ph.IM
Wide-field LOFAR-LBA power-spectra analyses: Impact of calibration, polarization leakage and ionosphere
由于前景（银河系和银河系外），校准误差和电离层效应造成的污染构成了在各种再电离时代（EoR）实验中探测宇宙21厘米信号的主要挑战。我们提出了一个试点研究的结果集中在3C 196使用LOFAR低频段（56-70 MHz）的观测，在那里我们量化各种宽场和校准的影响，如增益误差，极化前景，电离层的影响。我们观察到一个“干草叉”结构的偏振强度在延迟基线空间的二维功率谱，泄漏到模式以外的仪器视界（EoR/CD窗口）。我们表明，这种结构主要是由于强烈的仪器极化泄漏（$\sim30\%$）对{Cas\，A}（$\sim21$ kJy在81 MHz，最亮的源在北方天空），这是远离主视场。我们测量一个非常小的电离层衍射尺度（$r_{\text{diff}} \approx 430$ m在60 MHz）对{Cas\，A}类似于纯柯尔莫哥洛夫湍流相比，$r_{\text{diff}} \sim3 - 20$公里，在150 MHz的天顶典型的电离层条件。这是在这些频率下测量的最小衍射尺度之一。我们的工作为理解上述效应的性质提供了见解，并在未来的宇宙黎明观测中（例如SKA-low和HERA）在同一频率窗口中减轻它们。
2018-04-26 astro-ph.IM
Machine-learning recovery of foreground wedge-removed 21-cm light cones for high-$z$ galaxy mapping
本研究基于U-Net深度学习算法，新引入光锥效应，重建前景楔移除的21厘米信号图，在SKA仪器限制下保持可靠性，并评估其指导高红移星系搜索及研究IGM与星系联系的潜力。
2024-03-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
The impact of interference excision on 21-cm Epoch of Reionization power spectrum analyses
我们调查的影响，干涉检测的实验正在追求的红移21厘米信号的再电离时代的检测。干扰检测导致样本偶尔被标记和拒绝。为了减少数据量，标记的样本通常在时间或频率平均或UV网格化期间（隐式地）内插。这是迄今为止尚未探索的系统偏差的21厘米功率谱，重要的是要了解目前的21厘米实验，以及即将到来的SKA时代的再电离实验的偏见。我们使用功率谱分析和高斯过程回归分析模拟数据。我们发现，标记和平均的组合会导致微小的光谱波动，从而导致“标记多余的功率”。这种多余的功率不会随着时间的推移而平均下来，如果没有额外的缓解技术，可以超过LOFAR观测中21厘米再电离信号的现实模型的功率。我们通过以下方式减轻了偏差：i）使用高斯加权插值方案实现一种新的方法来平均数据; ii）使用酉而不是逆方差加权的vibrant; iii）使用低分辨率的数据正演建模。在这些修改之后，这些修改已经集成到LOFAR EoR处理管道中，多余的功率减少了大约三个数量级，并且不再阻止21 cm信号的检测。
2019-01-15 astro-ph.IM
The Impact of Modeling Errors on Interferometer Calibration for 21 cm Power Spectra
研究了由源模型误差引起的天基定标误差对21cm干涉仪功率谱测量的影响，并提出了抑制其影响的方法.虽然来自校准星表中没有考虑的微弱源的发射被认为是光谱平滑的，但由于干涉仪天空响应的固有色度（“楔形”），真实的vibrations与模型vibrations的偏差不是。因此，未建模的前景，低于许多仪器的混淆限制，在我们希望观察宇宙信号的相同视线尺度上将频率结构引入增益解。我们推导出的解析表达式描述这些误差使用线性近似的校准方程和估计的影响，这种偏差的测量的21厘米功率谱在再电离时代（EoR）。鉴于我们目前在初级光束和前景建模方面的精度，这种噪声将显著影响依赖于天空校准的现有实验的灵敏度。我们的形式主义描述了阵列和天空模型参数的定标，可以用来指导未来的仪器设计和定标策略。我们发现，基于天空的校准，降低长基线的权重，可以消除污染的楔形以外的大部分地区，只有一个温和的增加仪器噪声。
2017-05-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Hydrogen Epoch of Reionization Array Dish III: Measuring Chromaticity of Prototype Element with Reflectometry
探测再电离时期（EoR）红移21 cm信号的实验努力主要受到色仪器系统效应的限制。21厘米功率谱测量的延迟谱方法带来了新的关注天线的色度的可行性，使这种测量的关键影响。这种方法建立了一个简单的关系，时域响应的仪器和功率谱模式访问21厘米EoR实验。我们研究的氢时代的再电离阵列（HERA）阵列元素，目前正在观察在卡鲁沙漠，南非的原型的性能。我们提出了一个数学框架，从100-200 MHz之间的回波损耗测量中获得HERA原型元件在接收中的波束集成频率响应，并确定了延迟空间中额外前景污染的程度。与HERA元素的模拟研究相比，测量揭示了多余的光谱结构。结合HERA数据分析流水线，将逆协方差加权引入最优二次功率谱估计，我们发现HERA原型单元尽管偏离模拟响应，但满足前景衰减极限所提出的必要标准，并有可能测量低至$k_{\parallel} > 0.1h$ ~Mpc $^{-1}$的空间模式下的功率谱。这项工作突出了一个简单的方法，直接测量仪器的响应，并评估其对21厘米EoR功率谱测量的影响，为未来的实验，将使用反射式天线。
2017-03-14 astro-ph.IM
Estimating the Feasibility of 21cm-Ly$α$ Synergies using the Hydrogen Epoch of Reionization Array
再电离时代（EoR）21 cm和Ly $α$强度图的互相关有望成为探索第一个星系性质的有力工具。下一代强度测绘实验，如氢时代再电离阵列（HERA）和SPHEREx将分别通过21厘米和Ly $α$线的功率谱单独探测再电离，但将受到明亮前景和仪器系统学的限制。交叉关联这些测量可以减少系统性，可能会收紧对推断的天体物理参数的约束。在这项研究中，我们提出了预测的互相关考虑到准确的紫外线采样和前景滤波的影响，估计HERAxSPHEREx的可行性进行检测的21厘米-赖氨酸$α$交叉功率谱。我们还计划HERA和拟议的下一代宇宙黎明强度映射器之间的交叉功率谱的灵敏度。通过隔离的不确定性的来源，我们探讨了实验的限制，如前景滤波和LY $α$热噪声的不确定性，使检测的交叉功率谱的影响。然后，我们实现了这种策略的交叉功率谱和观测误差的模拟，以确定红移的基准21厘米FAST模型预测最高的信号-噪声检测（$z \sim 8$）。我们得出结论，SPHEREx-HERA互相关的检测将需要21 cm前景滤波的乐观水平，以及由于缺乏重叠敏感模式而导致的更深的热噪声集成，但对于具有更大范围尺度和更低噪声预测检测水平的CDIM，即使使用更严格的21 cm前景滤波也是可能的。
2022-02-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
In situ measurement of MWA primary beam variation using ORBCOMM
我们提供了第一个在原地测量的天线元件（瓦）波束形状的默奇森宽场阵列（MWA），低射频干涉仪和SKA前体。大多数当前MWA处理管线使用假定的波束形状，其中的误差可导致绝对和相对通量密度误差以及偏振“泄漏”。这使得理解原束至关重要，特别是对于敏感的实验，如测量再电离时期（EoR）的21厘米线。测量EoR 21 cm线的校准要求非常严格，以至于瓦片之间的光束变化可能会影响我们进行检测的能力。单独从vibrant测量初级束流形状是具有挑战性的，因为多种仪器，大气和天体物理因素会导致数据的不确定性。基于Neben等人（2015）的方法，我们在信号的任何数字化或相关之前直接接入MWA的接收元件。使用ORBCOMM卫星通道，我们能够为XX偏振中的4个单独的瓦片生成全天图。我们发现与Sokolowski等人（2017）的尖端“完全”嵌入式元件（FEE）模型非常一致，并观察到MWA波束形成器在我们的波束图的可靠区域中始终将波束形状重建到约1dB以内。我们还清楚地观察到一个失踪的偶极子从我们的一个波束图瓦片的影响，并表明，FEE模型是能够重现这种修改后的波束形状。最后，我们通过激励和概述额外的现场实验，以进一步约束原光束的行为。
2018-08-14 astro-ph.IM
The Tracking Tapered Gridded Estimator for the 21-cm power spectrum from MWA drift scan observations I: Validation and preliminary results
本文提出用于MWA漂移扫描观测的TTGE估计器，通过固定跟踪中心并施加锥化以抑制宽场前景，有效克服了MWA数据中周期性标记通道引入的伪影，在较宽k范围内实现了高精度功率谱估计，并给出了EoR 21厘米信号平均平方亮度温度涨落的2σ上限。
2024-05-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Spectral Data-cube Cleaning for CCAT Deep Spectroscopic Survey. I. Effect of correlated noise and filtering on the power spectrum
Universität Bonn（波恩大学）；Universität zu Köln（科隆大学）；Cornell University（康奈尔大学）
研究针对CCAT深度光谱巡天中大气噪声等影响功率谱恢复的问题，采用滤波和分箱流程进行模拟，结果显示该流程能有效抑制噪声，在特定条件下可检测功率谱，对散粒噪声 regime有效，但大尺度测量需改进绘图技术。
2026-07-23 astro-ph.GA astro-ph.IM
Multi-redshift limits on the 21cm power spectrum from PAPER
预计再电离功率谱的时代将随着红移而强烈演变，正是这种随宇宙历史的变化将使我们能够开始对再电离的物理学进行限制。测量EoR功率谱的主要障碍是明亮的前景发射。我们提出了一个分析的意见，从唐纳德C。Backer精密阵列探测再电离时代（PAPER）望远镜，它对$7.5<z<10.5$的红移范围内的HI功率谱施加了新的限制，将以前发表的单红移结果扩展到覆盖仪器可访问的整个范围。为了抑制前景，我们使用过滤技术，利用大仪器带宽隔离和抑制前景泄漏到感兴趣的区域的$k$空间。我们的500小时积分是迄今为止最长的，并证明了这种方法的动态范围为$10^4$。在整个红移范围内的不同点的功率谱揭示了前景隔离的可变功效。在$k=$ 0.2hMpc $^{-1}$和z $=7.55$下的$Δ^2$的噪声限制测量达到低至（48 mK）$^2$（$1σ$）。我们证明，在我们的功率谱测量的误差条的大小所产生的自举方法是一致的，由于热噪声的波动。相对于这种热噪声，大多数光谱在几个西格玛处表现出过剩的功率。这种过量的可能来源包括残留的前景泄漏，特别是在最高的红移，和未标记的RFI。最后，我们讨论了数据减少的改进，承诺消除这种过剩。
2014-08-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
CHIPS: The Cosmological HI Power Spectrum Estimator
探测再电离时期的宇宙学中性氢信号，并估计其基本物理参数，是目前许多低频射电望远镜的主要科学目标。在这里，我们描述了宇宙HI功率谱估计（CHIPS），一种算法开发和实施的数据从默奇森宽场阵列（MWA），计算的二维和球平均的亮度温度波动的功率谱。CHIPS的主要动机是应用现实的工具和前景模型来形成最佳估计，从而最大限度地提高无偏信号估计的可能性，并允许对输出进行全面的协变理解。CHIPS通过极大似然估计器采用数据的逆协方差加权，从而允许使用全参数空间进行信号估计（“前景抑制”）。我们描述的动机的算法，实施，应用到真实和模拟数据，和早期的输出。在应用于一组3小时的数据时，我们在红移范围$z=[6.2-6.6]$内将EoR无量纲功率的上限设置为2 $σ$，即$k=0.05$ ~h.Mpc $^{-1}$为$Δ_k^2<7.6\times{10^4}$ ~mK $^2$，与以前的估计一致。
2016-01-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Beyond the horizon: Quantifying the full sky foreground wedge in the cylindrical power spectrum
本文推导了全天前景楔方程，克服了传统平坦天空近似在宽视场仪器中的局限，表明前景可延伸至更远范围，为正确选择EoR窗口和规划21厘米观测提供了重要工具。
2024-12-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Absolute Calibration Strategies for the Hydrogen Epoch of Reionization Array and Their Impact on the 21 cm Power Spectrum
我们讨论的绝对校准策略的氢时代的再电离阵列（HERA），其目的是测量宇宙学的21厘米信号的再电离时代（EoR）的第一阶段。HERA是一个漂移扫描阵列，具有10度宽的视野，这意味着明亮，良好的点源凌日是稀缺的。这一点，结合HERA的紫外线平面的冗余采样和第一阶段仪器的适度角分辨率，使得传统的天空和自校准技术难以实现高动态范围。尽管如此，在这项工作中，我们证明了HERA校准使用点源目录和电磁模拟其主光束。我们发现，未建模的扩散通量和仪器污染物可以损坏的增益解决方案，并提出了一个增益平滑的方法，以减轻其对21厘米功率谱的影响。我们还演示了一个混合天空和冗余校准方案，并将其与纯天空校准进行比较，在中间延迟尺度下的增益解决方案只有轻微的改善。我们的工作表明，HERA第一阶段系统可以很好地校准的前景避免功率谱估计器，通过应用方向无关的增益与一个小的自由度在频率和时间轴。
2020-01-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
