| 摘要 | 第3-5页 |
| abstract | 第5-7页 |
| 主要符号对照表 | 第16-20页 |
| 第一章 绪论 | 第20-26页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第20-22页 |
| 1.2 研究内容和目标 | 第22-23页 |
| 1.3 研究方案 | 第23-24页 |
| 1.4 本文框架 | 第24-26页 |
| 第二章 射电天文学基础 | 第26-64页 |
| 2.1 射电天文学简介 | 第26-30页 |
| 2.1.1 简介和历史 | 第26-29页 |
| 2.1.2 低频波段的机遇和挑战 | 第29-30页 |
| 2.2 辐射理论基础 | 第30-37页 |
| 2.2.1 比强度、流量密度和谱能量密度 | 第30-32页 |
| 2.2.2 辐射转移方程和光深 | 第32-35页 |
| 2.2.3 热平衡和Kirchhoff定律 | 第35-36页 |
| 2.2.4 黑体辐射和亮温度 | 第36页 |
| 2.2.5 电阻的热噪声 | 第36-37页 |
| 2.3 谱线辐射基础 | 第37-42页 |
| 2.3.1 Einstein系数和细致平衡方程 | 第37-39页 |
| 2.3.2 含Einstein系数的辐射转移方程 | 第39-41页 |
| 2.3.3 能级相对布居和激发温度 | 第41-42页 |
| 2.4 基本天线概念 | 第42-47页 |
| 2.4.1 短偶极天线的辐射场 | 第42-43页 |
| 2.4.2 功率方向图和增益 | 第43-44页 |
| 2.4.3 主瓣及其半功率波束宽度 | 第44-45页 |
| 2.4.4 有效接收面积 | 第45-47页 |
| 2.4.5 天线温度 | 第47页 |
| 2.5 射电干涉测量的基本原理 | 第47-64页 |
| 2.5.1 二元单色干涉仪 | 第48-50页 |
| 2.5.2 有限带宽和平均时间的影响 | 第50-52页 |
| 2.5.3 干涉成像原理 | 第52-55页 |
| 2.5.4 uv覆盖和脏图 | 第55-57页 |
| 2.5.5 栅格化和加权方法 | 第57-59页 |
| 2.5.6 CLEAN算法和洁图 | 第59-61页 |
| 2.5.7 点源灵敏度和亮度灵敏度 | 第61-64页 |
| 第三章 EoR信号的特征和探测方法 | 第64-92页 |
| 3.1 EoR信号的原理和特征 | 第64-71页 |
| 3.1.1 中性氢21 cm谱线 | 第64-65页 |
| 3.1.2 EoR信号的亮温度 | 第65-69页 |
| 3.1.3 EoR信号随红移的演化 | 第69-71页 |
| 3.2 一维和二维功率谱的计算 | 第71-75页 |
| 3.3 EoR探测的三种方法 | 第75-76页 |
| 3.4 EoR探测的主要困难 | 第76-79页 |
| 3.5 主要前景干扰成分 | 第79-85页 |
| 3.5.1 银河系同步辐射 | 第79-81页 |
| 3.5.2 银河系自由—自由辐射 | 第81页 |
| 3.5.3 河外点源 | 第81-83页 |
| 3.5.4 河外展源 | 第83-85页 |
| 3.6 前景识别与分离方法 | 第85-86页 |
| 3.7 前景楔形和EoR窗口 | 第86-90页 |
| 3.8 小结 | 第90-92页 |
| 第四章 低频射电天空建模的改进 | 第92-124页 |
| 4.1 星系团射电晕 | 第92-113页 |
| 4.1.1 星系团的质量和红移分布 | 第94-96页 |
| 4.1.2 星系团并合历史的模拟 | 第96-97页 |
| 4.1.3 高能电子的演化模型 | 第97-105页 |
| 4.1.4 数值计算方法 | 第105-107页 |
| 4.1.5 射电晕的识别和半径 | 第107-109页 |
| 4.1.6 模型参数调节和模拟结果 | 第109-113页 |
| 4.1.7 射电晕天图生成 | 第113页 |
| 4.2 银河系弥散辐射 | 第113-117页 |
| 4.2.1 同步辐射 | 第115-116页 |
| 4.2.2 自由—自由辐射 | 第116-117页 |
| 4.3 河外点源 | 第117-118页 |
| 4.4 Eo R信号 | 第118-119页 |
| 4.5 SKA1-Low观测图像的模拟 | 第119-122页 |
| 4.5.1 SKA1-Low阵列布局 | 第120-121页 |
| 4.5.2 可见度数据的模拟与成像 | 第121-122页 |
| 4.6 小结 | 第122-124页 |
| 第五章 射电晕辐射对EoR信号探测的影响 | 第124-136页 |
| 5.1 频率维度的加窗处理 | 第124-125页 |
| 5.2 一维功率谱的对比 | 第125-126页 |
| 5.3 二维功率谱以及EoR窗口的对比 | 第126-130页 |
| 5.4 频谱伪结构的影响 | 第130-132页 |
| 5.5 旁瓣内射电晕辐射的影响 | 第132-134页 |
| 5.6 小结 | 第134-136页 |
| 第六章 基于深度学习的EoR信号分离算法 | 第136-158页 |
| 6.1 干涉阵列波束的频率依赖效应 | 第136-137页 |
| 6.2 基于深度学习的新算法 | 第137-145页 |
| 6.2.1 深度学习简介 | 第137-139页 |
| 6.2.2 为什么采用CDAE? | 第139页 |
| 6.2.3 CDAE的结构和原理 | 第139-142页 |
| 6.2.4 网络架构的设计 | 第142-144页 |
| 6.2.5 训练和评估方法 | 第144-145页 |
| 6.3 新算法的效果演示和评估 | 第145-153页 |
| 6.3.1 训练数据的模拟 | 第145-148页 |
| 6.3.2 数据的预处理 | 第148-149页 |
| 6.3.3 CDAE的训练和结果 | 第149-153页 |
| 6.3.4 CDAE有效性的验证 | 第153页 |
| 6.4 讨论 | 第153-156页 |
| 6.4.1 为什么使用Fourier变换预处理数据? | 第153-154页 |
| 6.4.2 与传统方法的对比 | 第154-156页 |
| 6.5 小结 | 第156-158页 |
| 全文总结 | 第158-162页 |
| 附录A 补充公式 | 第162-168页 |
| A.1 维里半径和维里质量 | 第162页 |
| A.2 r_(200)与r_(500)以及M_(200)与M_(500)的换算 | 第162-163页 |
| A.3 暗物质塌缩的临界密度 | 第163-164页 |
| A.4 宇宙年龄与红移的关系 | 第164页 |
| A.5 共动距离、光度距离和角直径距离 | 第164-165页 |
| A.6 波数与尺度的换算 | 第165-168页 |
| 附录B 常用CGS单位的换算 | 第168-170页 |
| 附录C Fokker–Planck方程数值算法 | 第170-176页 |
| C.1 数值算法描述 | 第170-172页 |
| C.2 求解程序的测试 | 第172-176页 |
| 附录D 已观测到的射电晕目录 | 第176-180页 |
| 参考文献 | 第180-216页 |
| 主要缩略语对照表 | 第216-218页 |
| 主要术语汉英对照表 | 第218-226页 |
| 致谢 | 第226-228页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第228-232页 |
| 简历 | 第232-234页 |