1.一种基于光频梳的水听器系统,其特征在于,包括光频梳光源、相位调制器、解波分复用器、光纤声基阵、信号采集模块及PGC调制解调模块;所述光纤声基阵由多个光纤干涉型水听器组成;所述光频梳光源输出N个频率间隔相等、相位相干且时间同步的单色光至所述相位调制器,N个单色光经所述相位调制器统一调制后生成相位调制光输入所述解波分复用器,所述解波分复用器将输入的光信号按波长分离为N个独立的单波光信号并输入所述光纤声基阵,分离得到的单波光信号经过所述光纤声基阵形成干涉光信号,所述光纤声基阵将接收到的水下目标辐射声信号转化为干涉光相位,所述干涉光信号输入所述信号采集模块,所述信号采集模块将接收到的信号转化为数字信号后输入所述PGC调制解调模块,所述PGC调制解调模块对输入的数字信号解调得到目标声信号;所述PGC调制解调模块生成正弦波驱动相位调制器,使相位调制器产生相位大小随时间呈正弦变化且与调制信号同频的载波;所述光频梳光源的N个光信号经过相位调制器时被施加相同的相位调制;所述PGC调制解调模块对输入的单通道干涉信号分为两条并行支路同步处理,第一路干涉信号与调制信号基频谐波混频后进行低通滤波,生成通道一滤波信号,第二路干涉信号与调制信号二次谐波混频后进行低通滤波,生成通道二滤波信号;对两路滤波信号使用反正切运算,得到当前单通道对应的声扰动信号。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述解波分复用器的各通道中心频率与所述光频梳光源的目标梳齿的频率准确对准,所述解波分复用器的通道间隔等于光频梳光源的重复频率。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述相位调制器的调制信号由所述PGC调制解调模块提供。
4.一种PGC解调方法,用于根据权利要求1至3任一项所述的系统,其特征在于,所述方法包括以下步骤:构建基于光频梳的水听器系统,包括光频梳光源、相位调制器、解波分复用器、光纤声基阵、信号采集模块及PGC调制解调模块,所述光纤声基阵由多个光纤干涉型水听器组成;所述PGC调制解调模块提供高频调制电信号驱动相位调制器对所述光频梳光源输入的N个光信号进行相位调制;相位调制后的光信号经所述解波分复用器分离,得到N个不同波长的单波光信号;将分离得到的单波光信号输入所述光纤声基阵的各个光纤干涉型水听器中产生不同波分通道的干涉信号,干涉信号中含有水下目标辐射声信号引起的光相位变化,带有目标声信号的干涉信号被输出至所述信号采集模块;所述信号采集模块将接收到的信号转化为数字信号后输入所述PGC调制解调模块;所述PGC调制解调模块对输入的单通道干涉信号分为两条并行支路同步处理,第一路干涉信号与调制信号基频谐波混频后进行低通滤波,生成通道一滤波信号,第二路干涉信号与调制信号二次谐波混频后进行低通滤波,生成通道二滤波信号;对两路滤波信号使用反正切运算,得到当前单通道对应的声扰动信号;对N个通道的干涉信号进行PGC解调获取所有通道的声扰动信号。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述PGC调制解调模块提供高频调制电信号驱动相位调制器对所述光频梳光源输入的N个光信号进行相位调制,包括:所述PGC调制解调模块生成正弦波驱动相位调制器,使相位调制器产生相位大小随时间呈正弦变化且与调制信号同频的载波;所述光频梳光源的N个光信号经过相位调制器时被施加相同的相位调制。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将分离得到的单波光信号输入所述光纤声基阵的各个光纤干涉型水听器中产生不同波分通道的干涉信号,包括:将分离得到的单波光信号输入所述光纤声基阵的各个光纤干涉型水听器中产生不同波分通道的干涉信号,所述干涉信号为:其中, 为一路干涉信号; 为输出干涉光的直流分量幅值; 为交流分量幅值; 为调制光源产生的相位差; 为外界环境影响产生的相位差、初始相位差以及其它因素产生的相位差; 为待测目标信号;其中, 为调制深度; 为调制频率; 为时间。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述PGC调制解调模块对输入的单通道干涉信号分为两条并行支路同步处理,第一路干涉信号与调制信号基频谐波混频后进行低通滤波,生成通道一滤波信号,第二路干涉信号与调制信号二次谐波混频后进行低通滤波,生成通道二滤波信号,包括:所述PGC调制解调模块将单通道干涉信号分为两路;第一路干涉信号与调制信号基频谐波混频:混频后经低通滤波,生成通道一滤波信号:其中, 为通道一滤波信号; J 0 为第0阶的Bessel函数; J 2k 为第2 k 阶的Bessel函数; 为包含待测目标信号和受外界环境扰动影响的声扰动信号; J 1 为第1阶的Bessel函数;第二路干涉信号与调制信号二次谐波混频:混频后经低通滤波,生成通道二滤波信号:其中, 为通道二滤波信号; J 2k+1 为第2 k +1阶的Bessel函数。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,对两路滤波信号使用反正切运算,得到当前单通道对应的声扰动信号,包括:使用反正切运算对两路滤波信号进行信号解调,得到当前单通道对应的声扰动信号: 。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,对两路滤波信号使用反正切运算,得到当前单通道对应的声扰动信号,还包括:通过干涉信号的频率分量实时获取 值:其中, 为频率为 的信号分量; 为频率为 的信号分量; C 值根据Bessel函数的比值反推得出。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,对两路滤波信号使用反正切运算,得到当前单通道对应的声扰动信号,还包括:对当前单通道对应的声扰动信号进行高通滤波处理,得到待测目标信号 。