利用大天线对射电日像仪进行校准研究

MingantU SpEctral RadioHeliograph has been finished construction, and in the test observation stage. Accurate calibration of the system and data processing will be the main work of the next a few years. Some observations have been obtained, including quiet sun, burst and Cygnus A. However, because the MUSER is a solar dedicated telescope, due to the digital correlation receiver restrictions, it is difficult to obtain a very high sensitivity by improving the integration time, and therefore can’t obtain good observations available for weak calibrators. Now, the geostationary satellites were treated as calibrators, but other frequency bands images must rely on extrapolation. Therefore, this project intends to adopt 20 m antennas and low temperature equipment for MUSER calibration A large antenna as a reference antenna correlated with each small antenna of MUSER, then analyzed the amplitudes and phases. This method can improve reception capacity of the system, reduce the impact brought by the digital receiver and errors from parallactic angle, observe weak calibration sources, analyze errors with different S/N ratio, solve MUSER amplitude and phase calibration problems,To ensure MUSER to play its scientific effectiveness.

新一代厘米分米波射电频谱日像仪现已建设完成，处于试观测阶段，校准和数据处理将是现阶段的主要工作。日像仪已经取得了一系列的观测结果，包括对宁静太阳和爆发的成像。由于日像仪是太阳专用的观测设备，受数字相关接收机接收动态范围和零值电平等限制，难以用提高积分时间的办法获得非常高的灵敏度，无法在当前的状态下观测弱宇宙点源来进行校准。现阶段主要利用卫星信号校准，其它频段依靠外推获得，可靠性较差。因此本项目计划采用大天线和低温设备进行辅助校准，以大天线作为参考天线同日像仪多个小天线进行干涉测量幅度和相位，观测弱校准源，分析不同信噪比信号相关运算误差，测量和改正数字接收机的非线性影响以及天线极化角带来的误差，彻底解决日像仪幅相和亮温度等校准问题，确保日像仪发挥其科学效能。

明安图厘米分米波射电频谱日像仪现建设完成，处于试观测阶段，需要对望远镜进行校准来获得优质数据。此项目基于日像仪的观测设备和观测数据，进行校准方法研究，解决日像仪的校准问题。主要的研究内容为完成大天线延时的精确测量，数字接收机非线性测量与修正、不同信噪比信号相关运算误差分析、不同结构天线互相关相位修正等关键技术。测量和分析大天线与日像仪各个天线的互相关幅度和相位，解决日像仪参考相位测量、日像仪幅度校准和图像亮温度校准方法等问题。.主要研究成果：1、精确测量了大天线与日像仪天线间的延时值，完成了大天线与日像仪系统的接入，具备了利用大天线进行校准的条件；2、针对数字接收机频率响应的非线性问题，对接收系统进行了多次测量，完成了数字接收机非线性响应的修正函数，解决了可见度函数幅度测量不准确的问题；3、针对不同信噪比相关造成相关效率下降的问题，结合大天线和日像仪接收系统的技术特点，进行了仿真分析和计算，完成了大天线接入后不同信噪比相关的分析工作；4、针对大天线支撑结构与日像仪天线不同，会引起极化角度变化的问题，建立了系统分析模型，对两种不同结构天线的互相关函数的相应曲线进行了仿真分析，得到了互相关函数幅度和相位与观测时角的解析表达式，并进行了实际测试，解决了不同结构天线互相关相位和幅度的修正问题；5、针对日像仪成像后的位置偏差问题，提出了新的解决方案，解决了日像不在图像中心的问题。6、针对日像仪在超宽频带成像不同采用单一成像方法的问题，提出了一种图像成像算法，兼顾高频和低频太阳成像的特点，提供一种新的图像解决方案。.通过对日像仪校准方法的研究，验证了大天线引入干涉阵列进行校准的方法，不仅解决了日像仪自身的校准问题，各种关键技术的解决也可以应用在各种综合孔径成像阵列中，尤其是极化角改正的方法，对各种相关测量系统都有应用价值。