ПРЯМА РЕКОНСТРУКЦІЯ ЗОБРАЖЕННЯ В БАГАТОЕЛЕМЕНТНІЙ ІНТЕРФЕРОМЕТРІЇ

Автор(и)

  • А. Б. Лозинський Фізико-механічний інститут імені Г. В. Карпенка НАН України, Ukraine
  • О. Л. Івантишин Фізико-механічний інститут імені Г. В. Карпенка НАН України, Ukraine
  • Б. П. Русин Фізико-механічний інститут імені Г. В. Карпенка НАН України, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/1810-4215.2023.36.290123

Ключові слова:

багатоелементна інтерферометрія, відновлення зображення, широка смуга частот, широке поле зору

Анотація

Українська РНДБ система декаметрових радіотелескопів УРАН успішно вирішує багато наукових задач, але імплементація технології апертурного синтезу стикається з рядом труднощів. Однією з них є значні фазові спотворення в цьому діапазоні, викликані неоднорідністю середовища поширення. Тому постало завдання розробити альтернативну технологію під умовною назвою “Інтерферобачення”, яка дозволила б відновлювати радіозображення при обмеженій кількості антен, оперувала широкосмуговими сигналами, не вимагала площинності об'єктної сцени і мала б розширене поле зору.

Запропоновано метод прямої реконструкції зображення при спостереженні об’єктів у просторі з допомогою багатоелементного інтерферометра. Цей метод оснований на фізично обґрунтованому принципі, що нагадує голографію. Хвильовий фронт реєструється антенами інтерферометра, а подальший обробіток еквівалентний його відтворенню в зворотному напрямку та реєстрації утвореного просторового інтерференційного зображення. При цьому не висувається спеціальних вимог до випромінювання окремих точок джерела, окрім його дельтакорельованості. Розглядається скінченна смуга частот, причому кожна точка може характеризуватися власним спектром, тобто власною автокореляційною функцією випромінювання. Від її ширини залежить роздільна здатність методу прямої реконструкції. При квазімонохроматичному наближенні автокореляційні функції випромінювання всіх точок джерела вироджуються в синусоїди і відновлення зображення стає можливим тільки з використанням перетворення Фур’є. Отримано теоретичне обґрунтування способу для просторів різних розмірностей. Інтерферометричні системи одного рангу з багатьма антенами приводяться до єдиного канонічного вигляду з (віртуальними) антенами, розміщеними в початку координат та на одиничних віддалях на осях координат. Двозначність отриманого розв’язку усувається введенням додаткової антени.

Проведено моделювання запропонованого способу прямої реконструкції зображення для двовимірного простору. Незважаючи на низьку обумовленість системи стосовно оцінки віддалі при її збільшенні, кутові характеристики при цьому зберігаються, тому спосіб є перспективним для відновлення радіозображень космічних радіоджерел.

Посилання

Bhatnagar S., Rau U. and Golap K.: 2013, Astrophys. J., 770(2), 91. https://doi.org/10.1088/0004-637X/ 770/2/91

Garsden H., Girard J., Starck J. et al. (78 more): 2015, A&A, 575, A90. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201424504

Kornienko Yu. V., Skuratovskiy S. I.: 2008, Radiofiz. elektron., 13(1), 130.

Kornienko Y., Lyashenko I., Pugach V. and Skuratovskiy S.: 2020, Kinem. and Phys. of Cel. Bod., 36(1), 37.

Koshovy V. V., Lozynsky A. B.: 1998, Information extraction and processing, 12(88), 37.

Koshovyy V., Lozynskyy A., Lozynskyy B.: 2002, The tomographic technique for reconstruction of the cosmic radio sources images on the basis of radio interferometric data. XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science. https://doi.org/10.5281/zenodo.7950758

Lozynskyy A., Ivantyshyn O., Rusyn B.: 2022, Information and Communication Technologies, Electronic Engineering, 2(1), 52. https://doi.org/10.23939/ictee2022.01.052.

Lozynskyy A., Rusyn B., Ivantyshyn O.: 2023, Electronics and information technologies, 22, 3. https://doi.org/10.30970/eli.22.1

Scaife A. M. M.: 2019, Phil. Trans. R. Soc., A378, 20190060. https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0060

Schwab F. R.: 1984, Astron. J., 89(7), 1076. http://doi.org/10.1086/113605

Shopbell P., Britton M. and Ebert R.: 2005, Astronomical Data Analysis Software and Systems XIV. Astronomical Society of the Pacific Conference Series, 347.

Taylor G., Carilli C. and Perley R.: 1999, Synthesis imaging in radio astronomy II. ASP Conference Series, 180.

Thompson A. R., Moran J. M. and Swenson G. W: 2017, Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy, 3rd ed. (Springer, Cham), 872. http://doi.org/10.1007/978-3-319-44431-4

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-04

Номер

Розділ

Радіоастрономія