First Deployment of a Novel Imaging Correlator for Radio Astronomy with the Long Wavelength Array
首次部署用于射电天文学的长波长阵列新型成像相关器
基本信息
- 批准号:1710719
- 负责人:
- 金额:$ 47.32万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-08-01 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Astronomical radio interferometry means combining signals from multiple radio telescopes to form a single coherent image. Advances in computer hardware enable increasingly large-scale interferometers. Such instruments will probe the early Universe and explore the radio sky in real-time. This project will implement a new algorithm to enable computationally efficient interferometry on large arrays. The algorithm has been shown to be effective in theory. Thyagarajan and collaborators will demonstrate it on real data. They will use the Long Wavelength Array in La Sevilleta, New Mexico. They will encode this algorithm in specialized hardware to enable a survey of astronomical radio transients. In addition to benefitting astronomy, this algorithm may find application wherever interferometry is used. Applications include radar, acoustic interferometry used in oceanography, national security applications and medicine.Coming advances in radio astronomy will be enabled by extremely large interferometers driven by high-performance, low-cost digital signal processing. Progress toward large scale interferometry requires rethinking the correlator of an interferometer. The correlator is the radio equivalent of a camera in an optical system. It cross-correlates signals from pairwise combinations of antennae. Its computational requirements scale as O(N^2), where N is the number of antennae. It dominates the cost and power consumption of large arrays. This project will implement the Modular Optimal Frequency Fourier (MOFF) correlator concept, in which spatial Fast Fourier Transforms in the aperture plane reduce the computational complexity to O(N log N). This potentially transformative advance enables larger arrays and the study of fast transients. This project will implement the algorithm and demonstrate it on real-world data from the Long Wavelength Array at La Sevilleta, deploy a Graphical Processing Unit (GPU) based implementation, and use this method to demonstrate a transient search pipeline. This project will demonstrate feasibility for future large scale interferometry projects such as HERA phase III.
天文无线电干涉指标是指组合来自多个射电望远镜的信号以形成单个连贯的图像。 计算机硬件的进步可以使越来越大的干涉仪。 这样的乐器将探测早期的宇宙,并实时探索无线电天空。 该项目将实施一种新算法,以启用大型阵列的计算高效干涉法。 该算法在理论上已被证明是有效的。 Thyagarajan和合作者将在真实数据上进行演示。 他们将在新墨西哥州的拉塞维尔塔(La Sevilleta)使用长波长阵列。 他们将用专门的硬件编码此算法,以实现天文无线电瞬变的调查。除了使天文学受益外,该算法还可以在使用干涉法的任何地方找到应用。 应用包括海洋学中使用的雷达,声学干涉仪,国家安全应用和Medicine.com射电天文学的进步将由受高性能,低成本数字信号处理驱动的极大干涉仪实现。 朝着大规模干涉法迈进的进展需要重新考虑干涉仪的相关因子。 相关器是光学系统中相机的无线电。它跨触角的成对组合交叉信号。 它的计算需求量表为O(n^2),其中n是天线的数量。 它主导了大型阵列的成本和功耗。 该项目将实现模块化最佳频率傅立叶(MOFF)相关器概念,在该概念中,空间快速傅立叶在光圈平面中的变换将计算复杂性降低到O(n log n)。 这种潜在的变革前进可以使更大的阵列和快速瞬变的研究。 该项目将实现该算法,并在La Sevilleta的长波长数组中进行现实数据,部署基于图形处理单元(GPU)的实现,并使用此方法演示瞬态搜索管道。 该项目将证明对未来的大规模干涉率项目(例如HERA III)的可行性。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Direct wide-field radio imaging in real-time at high time resolution using antenna electric fields
使用天线电场以高时间分辨率实时直接进行宽视场无线电成像
- DOI:10.1093/mnras/stz3028
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:4.8
- 作者:Kent, James;Beardsley, Adam P;Bester, Landman;Gull, Steve F;Nikolic, Bojan;Dowell, Jayce;Thyagarajan, Nithyanandan;Taylor, Greg B;Bowman, Judd
- 通讯作者:Bowman, Judd
A real-time, all-sky, high time resolution, direct imager for the long wavelength array
- DOI:10.1093/mnras/stz1206
- 发表时间:2019-04
- 期刊:
- 影响因子:4.8
- 作者:J. Kent;J. Dowell;A. Beardsley;N. Thyagarajan;G. Taylor;J. Bowman
- 通讯作者:J. Kent;J. Dowell;A. Beardsley;N. Thyagarajan;G. Taylor;J. Bowman
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LWA-SV 优化实时无线电瞬态成像仪的开发
- DOI:10.23919/usnc/ursi49741.2020.9321611
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Krishnan, Hariharan;Kent, James;Dowell, Jayce;Bearsdley, Adam P;Bowman, Judd D.;Taylor, Greg B;Thyagarajan, Nithyanandhan;Jacobs, Daniel
- 通讯作者:Jacobs, Daniel
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