厘米分米波射电日像仪校准方法研究

校准方法对于射电天文观测设备是非常重要的，尤其对于日像仪这样在快照工作模式下的多单元、宽频带、多通道、高图像动态范围要求的综合孔径望远镜。国外已有日像仪的校准方法无法满足日像仪设备高性能指标的要求，国内对此研究较少，因此需要对此做进一步的研究。本项目将在充分借鉴国内外综合孔径望远镜校准方法的基础上，采用直接校准、校准源校准和自校准三种方法对日像仪低频阵和高频阵研究校准方法，通过实验验证，确定校准方法，共同建立校准系统。拟首先采用外接信号源、观测射电天文源和卫星等方法修正包括极化、天线位置、天线指向指向、带宽等一系列幅相误差，然后应用自校准方法消除基于天线（antenna-base）的误差，分析基于相关器(correlator-base)的误差分布，并把校准数据应用于日像仪日常观测，提高图像质量。

此青年基金课题的主要研究内容是对国家重大科研装备研制项目“新一代厘米-分米波射电日像仪”进行校准和数据处理方面的研究，基本思路是通过对系统参数的精确测量，完成对若干校准源的观测，确定校准方法，然后应用校准源观测数据来修正太阳观测，获得真实太阳图像。现在日像仪已完成低频阵建设，依据此基金课题的研究成果，成功获得宁静太阳的初光观测，高频阵正在建设中，将于今年底完成项目验收，基金研究成果也将应用在日常观测中。根据日像仪项目整体完成情况，此课题已经完成了任务书中的全部内容，包括天线位置测量、系统延时测量、系统参数测量、温度变化对传输线的影响、极化测量与校准、处理软件的建立与应用、自校准及对试观测试验的数据处理。这些研究内容以及取得的成果都是日像仪能够顺利出图的基础和保证。根据综合孔径成像原理，天线位置、系统延时测量和系统参数测量是日像仪成图的基础，天线位置误差测量精度在1mm，延时误差小于1ns；极化测量和校准保证了日像仪双圆极化图像质量，分析和测量了双圆极化馈源的圆极化度，建立了馈源误差模型，测量了左旋到右旋及右旋到左旋的极化泄漏参数；自校准方法研究为了提高日像仪观测图像质量，测量出相位闭合RMS小于2度；数据处理方法和软件为日像仪数据接收和处理过程建立了平台，实现了观测属于与通用处理软件CASA的互通，保证了数据结果的可靠性。总之，通过对本基金课题的研究，日像仪分米波阵已经成功获得了高质量的卫星、天鹅A及太阳的观测图像。同时，研究成果也将应用到厘米波阵中，保证日像仪在厘米波段同样取得高质量的观测结果，为日像仪早日成为世界重要的太阳射电成像观测设备做出贡献。.在课题进行期间，共发表国际SCI期刊论文一篇；国内期刊8篇，EI索引一篇；博士论文一篇；国际会议文集3篇，全部为SCI索引；参加国际会议报告13次，国内会议报告6次。