Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 44806 10.12737/szf-74202111 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Calibration of Siberian Radioheliograph antenna gains using redundancy Калибровка амплитуд коэффициентов передачи антенн Сибирского радиогелиографа с использованием избыточности https://orcid.org/0000-0001-9174-7350 Глоба Мария Викторовна Globa Mariia Viktorovna globa@iszf.irk.ru

аспирант физико-математических наук;

graduate student of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0009-0004-1651-1259 Лесовой Сергей Владимирович Lesovoi Sergey Vladimirovich lesovoi@iszf.irk.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 20 12 2021 20 12 2021 7 4 104 110 02 07 2021 28 09 2021 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/44806/view

В статье описывается применение стандартной методики калибровки модулей коэффициентов передачи антенн с использованием избыточности для 48-антенного прототипа Сибирского радиогелиографа. Традиционно для калибровки измерялись видности только между соседними антеннами, так как они обладают наибольшим соотношением сигнал/шум и их достаточно для фазовой калибровки. Показано, что этот ограниченный набор видностей не позволял использовать потенциал избыточности антенной решетки и получать изображения с большим динамическим диапазоном на постоянной основе. Изображения без амплитудной калибровки содержат множество артефактов и требуют большой осторожности при анализе. Включение измерения видностей парами антенн с двойным шагом позволило существенно повысить точность решения системы уравнений для амплитуд. Изображения, получаемые с использованием как фазовой, так и амплитудной калибровок практически не содержат видимых артефактов и являются более достоверными.

The paper describes application of standard gain calibration using redundancy for a 48-antenna prototype of Siberian Radioheliograph. Traditionally, for calibration, the visibilities were measured only between adjacent antennas since they have the highest signal-to-noise ratio and are sufficient for phase calibration. We have shown that this limited set of visibilities did not allow using the antenna array redundancy potential and obtaining images with a high dynamic range on a permanent basis. Images without amplitude calibration contain many artifacts and require special care when analyzed. The inclusion of visibility measurement between antennas with a double step made it possible to significantly increase the accuracy of solving the system of equations for amplitudes. Images constructed using both phase and amplitude calibrations do not have visible artifacts and are more reliable.

 солнечный радиотелескоп функция видности радиоинтерферометр калибровка коэффициентов передачи solar radio telescope visibility function radio interferometer gain calibration Работа выполнена частично в рамках Государственного задания на 2021 г. № 075-00374-21-00 от 24.12.2020 «Методы и инструменты астрофизического эксперимента» (уникальный номер 0278-2021-0010, регистрационный номер ЦИТиС 121040600115-2), частично — за счет средств Российского научного фонда (проект №18-12-00172) The work was carried out partly under Government Assignment for 2021 No. 075-00374-21-00 dated December 24, 2020 "Methods and instruments of an astrophysical experiment" (unique number 0278-2021-0010, registration number TsITiS 121040600115-2); partly using funds of the Russian Science Foundation (project No. 18-12-00172)

Алтынцев А.Т., Лесовой С.В., Глоба М.В. и др. Многоволновый Сибирский радиогелиограф. Солнечно-земная физика. 2020. Т. 6, № 2. С.37-50. DOI: 10.12737/szf-62202003. Altyntsev A., Lesovoi S., Globa M., Gubin A., Kochanov A., Grechnev V., et al., Multiwave Siberian Radioheliograph. Solar-Terrestrial Physics. 2020, vol. 6, iss. 2, pp. 30-40. DOI: 10.12737/stp-62202003. Лесовой С.В., Алтынцев А.Т., Кочанов А.А. и др. Сибирский радиогелиограф: первые результаты. Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 1. С. 3-16. DOI: 10.12737/24347. Cornwell T., Fomalont E.B. Self-calibration. Synthesis imaging in radio astronomy. A Collection of Lectures from the Third NRAO Synthesis Imaging Summer School. Published by the Astronomical Society of the Pacific. 1989, vol. 6, p. 185. San Francisco, 1989. Томпсон А.Р., Моран Дж.М., Свенсон Дж.У., мл. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. М.: Мир, 1989. 568 с. Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Smolkov G.Ya., et al. The Siberian Solar Radio Telescope: the current state of the instrument, observations, and data. Solar Phys. 2003, vol. 216, iss. 1, pp. 239-272. DOI: 10.1023/A:1026153410061. Cornwell T., Fomalont E.B. Self-calibration. Synthesis imaging in radio astronomy. A Collection of Lectures from the Third NRAO Synthesis Imaging Summer School. Published by the Astronomical Society of the Pacific. Vol. 6. P. 185. San Francisco, 1989. Hjellming R.M., Basart J.P. The theory of the instrument. Introduction to the NRA0 Very Large Array. Ch. 2. NRAO, 1982. Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Smolkov G.Ya., et al. The Siberian Solar Radio Telescope: the current state of the instrument, observations, and data. Solar Phys. 2003. Vol. 216, iss. 1. P. 239-272. DOI: 10.1023/A:1026153410061. Högbom J.A. Aperture synthesis with a non-regular distribution of interferometer baselines. Astron. Astrophys. Suppl. 1974, vol. 15, p. 417. Hjellming R.M., Basart J.P. The theory of the instrument. Introduction to the NRA0 Very Large Array. Ch. 2. NRAO, 1982. Lesovoi S.V., Altyntsev A.T., Ivanov E.F. Gubin A.V. The multifrequency Siberian Radioheliograph. Solar Phys. 2012, vol. 280, iss. 2, pp. 651-661. DOI: 10.1007/s11207-012-0008-7. Högbom J.A. Aperture synthesis with a non-regular distribution of interferometer baselines. Astron. Astrophys. Suppl. 1974, Vol. 15, p. 417. Lesovoi S., Altyntsev A., Kochanov A., Grechnev V., Gubin A., Zhdanov D., et al. Siberian Radioheliograph: first results. Solar Terrestrial Physics. 2017, vol. 3, iss. 1, pp. 3-18. DOI: 10.12737/24347. Lesovoi S.V., Altyntsev A.T., Ivanov E.F. Gubin A.V. The multifrequency Siberian Radioheliograph. Solar Phys. 2012. Vol. 280, iss. 2. P. 651-661. DOI: 10.1007/s11207-012-0008-7. Liu A., Tegmark M., Morrison S., Lutomirski A., Zaldarriaga M. Precision Calibration of Radio Interferometers Using Redundant Baselines. 2010. arXiv:1001.5268. DOI: 10.1111/j. 1365-2966.2010.17174.x. Liu A., Tegmark M., Morrison S., Lutomirski A., Zaldarriaga M. Precision Calibration of Radio Interferometers Using Redundant Baselines. 2010. arXiv:1001.5268. DOI: 10.1111/j. 1365-2966.2010.17174.x. Nakajima H., Nishio M., Enome S., et al. The Nobeyama Radioheliograph. Proc. IEEE. 1994, vol. 82, iss. 5, pp. 705-713. Nakajima H., Nishio M., Enome S., et al. The Nobeyama Radioheliograph. Proc. IEEE. 1994. Vol. 82, iss. 5. P. 705-713. Noordam J., de Bruyn A. High dynamic range mapping of strong radio sources, with application to 3C84. Nature. 1982, vol. 299, iss. 5884, pp. 597-600. DOI: 10.1038/299597a0. Noordam J., de Bruyn A. High dynamic range mapping of strong radio sources, with application to 3C84. Nature. 1982. Vol. 299, iss. 5884, pp. 597-600. DOI: 10.1038/299597a0. Perley R.A. High Dynamic Range Imaging. Synthesis Imaging in Radio Astronomy II, A Collection of Lectures from the Sixth NRAO/NMIMT Synthesis Imaging Summer School. ASP Conference Ser., 1999, vol. 180, pp. 275. Perley R.A. High Dynamic Range Imaging. Synthesis Imaging in Radio Astronomy II, A Collection of Lectures from the Sixth NRAO/NMIMT Synthesis Imaging Summer School. ASP Conference Ser., 1999. Vol. 180. P. 275. Thompson A.R., Moran J.M, Swenson G.W., Jr.. Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy. 2nd ed. New York: Wiley, 2001. 692 p. DOI: 10.1002/9783527617845. Wieringa M.H. An investigation of the telescope based on calibration methods ‘redundancy’ and ‘self-cal’. Experimental Astronomy. 1992. Vol. 2, P. 203-225. DOI: 10.1007/BF 00420576. Wieringa M.H. An investigation of the telescope based on calibration methods ‘redundancy’ and ‘self-cal’. Experimental Astronomy. 1992, vol. 2, pp. 203-225. DOI: 10.1007/ BF00420576.