[Synthèse dʼimages radio-interférométriques à haute dynamique à 327 MHz]
La formation des images radio-astronomiques obtenues avec un réseau de télescopes de synthèse nécessite la déconvolution de la fonction de réponse à une source ponctuelle ainsi que lʼétalonnage des caractéristiques instrumentales (faisceau primaire) et des effets de propagation (ionosphère/atmosphère). Ces effets varient avec la position et aussi avec le temps. Le faisceau primaire réel va dévier de lʼestimation théorique à des niveaux qui vont limiter la dynamique des images à moins quʼon ne les corrige. Les variations de densité dʼélectrons ionosphériques vont provoquer une réfraction variable dépendant de la position des sources et du temps. Aux basses fréquences et à suffisamment haute dynamique les images seront défocalisées de façon variable dépendant de la position et aussi de la fréquence, à cause de lʼaberration chromatique des télescopes de synthèse. La superposition des lobes résiduels peut alors générer de faux signaux spectraux. Lʼétalonnage de la réfraction ionosphérique en fonction de la position et du temps ainsi que lʼautocalibration sur les sources les plus puissantes ( « peeling ») permettent dʼaugmenter la dynamique des images et de diminuer les signaux parasites, mais ils sont limités par la sensibilité disponible aux courts temps de pose. On obtient ainsi des images améliorées, bien que certains artefacts demeurent.
Radio astronomical imaging using aperture synthesis telescopes requires deconvolution of the point spread function as well as calibration of the instrumental characteristics (primary beam) and foreground (ionospheric/atmospheric) effects. These effects vary in time and also across the field of view, resulting in directionally-dependent (DD), time-varying gains. The primary beam will deviate from the theoretical estimate in real cases at levels that will limit the dynamic range of images if left uncorrected. Ionospheric electron density variations cause time and position variable refraction of sources. At low frequencies and sufficiently high dynamic range this will also defocus the images producing error patterns that vary with position and also with frequency due to the chromatic aberration of synthesis telescopes. Superposition of such residual sidelobes can lead to spurious spectral signals. Field-based ionospheric calibration as well as “peeling” calibration of strong sources leads to images with higher dynamic range and lower spurious signals but will be limited by sensitivity on the necessary short-time scales. The results are improved images although some artifacts remain.
Mot clés : Traitement des images, Interférométrie techniques, Méthodes dʼanalyse des données
Juan M. Uson 1 ; William D. Cotton 2
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Juan M. Uson; William D. Cotton. High dynamic-range radio-interferometric images at 327 MHz. Comptes Rendus. Physique, Volume 13 (2012) no. 1, pp. 14-22. doi : 10.1016/j.crhy.2011.10.016. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2011.10.016/
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