长波阵列EPIC共天体射电瞬变成像仪的优化与调试
摘要：下一代孔径阵列预计将由数百至数千个天线元件组成，具有大量数字信号处理能力，以处理几十到几百兆赫的大工作带宽。传统上，FX~相关器被用作干涉仪的主要信号处理单元。这些相关器在大数组中的计算成本呈$mathcal{O}(N^2)$的比例增长。在新墨西哥州Sevilleta国家野生动物避难所（LWA-SV）的长波阵列站上最近部署了一种实现电场或强度图像的新型架构——E场并行成像相关器（EPIC）。该架构以与阵列的角分辨率相匹配的极化和频谱分辨率为特点。通过消除中间交叉相关的数据产品，与传统的FX~或XF~相关器相比，计算成本可以大大降低，从$mathcal{O}(N^2)$降至$mathcal{O}(N log N)$，适用于密集（但否则任意）的阵列布局。EPIC还可以通过直接提供极化图像产品进行科学分析，从而降低输出数据速率。我们对EPIC进行了优化，并在LWA-SV上将其作为一种共天空成像后端进行了委派，以潜在地检测和定位毫秒时间尺度下的冲击型无线电发射源。在本文中，我们回顾了EPIC的架构，描述了改善性能的代码优化，并介绍了部署观测的初步验证。EPIC测量结果与同时进行的波束形成观测的亮源之间的比较显示出良好一致的频谱-时间结构。
作者：Hariharan Krishnan (1), Adam P. Beardsley (2), Judd D. Bowman (1), Jayce Dowell (3), Matthew Kolopanis (1), Greg Taylor (3) and Nithyanandan Thyagarajan (4) ((1) School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, AZ 85287, (2) Department of Physics, Winona State University, Winona, MN 55987, (3) Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico, 210 Yale Blvd NE, Albuquerque, NM 87106, USA, (4) Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Space & Astronomy, P. O. Box 1130, Bentley, WA 6102, Australia)
论文ID：2301.09662
分类：Instrumentation and Methods for Astrophysics
分类简称：astro-ph.IM
提交时间：2023-02-01