CN115834312B - 基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置 - Google Patents
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Abstract
基于PGC‑Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度解的调方法及装置，直流滤波模块将初始被测干涉信号中的直流分量滤除后得到去直流干涉信号，并将去直流干涉信号分为五路，一路进入第一低通滤波器，其余四路进入四路混频滤波模块，第一低通滤波器将进入的去直流干涉信号滤除高频分量，四路混频滤波模块对四路去直流干涉信号进行混频并滤除高频分量，消除载波相位延迟模块消除解调信号中的载波相位延迟，消除调制深度影响模块输出端接开方模块，消除调制深度对解调信号的影响，开方模块的输出端接反正切模块，还原出解调信号的正切值后通过高通滤波模块，还原出解调信号。本发明消除了光强干扰、载波相位延迟和调制深度的影响，提高了稳定性和测量精度。
Description
技术领域
本发明属于信号解调技术领域，具体涉及到一种基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置。
背景技术
相位生成载波(PGC)解调技术具有信号保真度强、灵敏度高和动态范围大等诸多优点，因此被广泛应用于水听器、干涉型光纤传感器、光纤拾音系统等中。相位生成载波解调技术主要包括微分交叉相乘(PGC-DCM)算法和反正切(PGC-Artan)算法。其中，微分交叉相乘算法是将两路经过混频后通过低通滤波器的正交分量各自微分后与另一路的未经微分值相乘然后差分再积分以获得解调结果。这种方法虽无工作区间的限制，但无法消除光强干扰带来的影响。而反正切算法将两路经过混频后通过低通滤波器的正交分量相除得到正切值，再做反正切运算以还原待测信号。这种方法可以消除光强干扰带来的影响，但这两种算法都无法消除载波相位延迟和调制深度带来的影响，且其中调制深度的波动对解调结果有着很大的影响。所以，消除相位解调技术中光强干扰、载波相位延迟和调制深度造成的影响是需要解决的关键技术问题。
目前已有的改进算法大都无法同时消除载波相位延迟和调制深度对解调结果带来的影响，鲜有能同时解决两个问题的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术在于克服现有相位生成载波解调技术的缺点，提供一种稳定性好、测量精度高、基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法，包括以下步骤：
S1.将初始待测干涉信号滤掉直流分量得到去直流干涉信号I(t)，
式中，B为初始待测干涉信号的幅值，C为调制深度，J0(C)为0阶第一类贝塞尔函数，J2k(C)为偶数阶第一类贝塞尔函数，J2k+1(C)为奇数阶第一类贝塞尔函数，k为阶数，ωc为正弦相位调制信号的角频率，t为时间，为t时刻待测信号相位，θ为载波相位延迟；
S2.去直流干涉信号I(t)分为五路，一路通过低通滤波操作滤除高频分量得到待测信号相位的第一正交信号L1，其余四路分别与二倍频正弦信号、二倍频参考信号、一倍频正弦信号、一倍频参考信号相乘，然后通过低通滤波操作滤除高频分量得到四路待测信号相位/>的正交信号，分别为第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5；
式中，J1(C)为一阶贝塞尔函数，J2(C)为二阶贝塞尔函数；
S3.将第一正交信号L1、第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5各自平方，得到第一平方信号S1、第二平方信号S2、第三平方信号S3、第四平方信号S4、第五平方信号S5，将第一正交信号L1与第三正交信号L3相乘得到第六平方信号S6；
S4.将第二平方信号S2与第三平方信号S3相加得到第一无载波相位延迟信号T1，第四平方信号S4与第五平方信号S5相加得到第二无载波相位延迟信号T2，第一无载波相位延迟信号T1与第一平方信号S1相加得到第三无载波相位延迟信号T3；
S5.通过第四正交信号L4与第五正交信号L5相除后得到载波相位延迟的正切值tanθ，进而通过下式(16)得到二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ；
S6.按照下式(17)消除载波相位延迟对解调结果的影响，同时得到第四无载波相位延迟信号T4；
S7.对解调结果补偿调制深度
a.通过第三无载波相位延迟信号T3和第四无载波相位延迟信号T4相加得到第五无载波相位延迟信号T5；
b.用倍的第二无载波相位延迟信号T2除以第五无载波相位延迟信号T5补偿调制深度；
S8.对步骤S7得到的结果先开方再取反切值，滤除低频噪声得到最终输出的解调结果φ(t)。
作为一种优选的技术方案，所述步骤S5中一倍载波相位延迟的正弦值sinθ或一倍载波相位延迟的余弦值cosθ或二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ为0时，对载波信号施加一个1°～4°的相位偏移量。
本发明还提供一种基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调装置包括：直流滤波模块、第一低通滤波器、四路混频滤波模块、消除载波相位延迟模块、消除调制深度影响模块、开方模块、反正切模块、高通滤波模块；
所述直流滤波模块的输出端并接第一低通滤波器和四路混频滤波模块，用于将初始被测干涉信号中的直流分量滤除后得到去直流干涉信号，并将去直流干涉信号分为五路，一路进入第一低通滤波器，其余四路进入四路混频滤波模块；
所述第一低通滤波器的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块，用于将进入的去直流干涉信号滤除高频分量，得到第一正交信号L1；
所述四路混频滤波模块的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块，用于对四路去直流干涉信号进行混频并滤除高频分量；
所述消除载波相位延迟模块输出端接消除调制深度影响模块，用于消除解调信号中的载波相位延迟；
所述消除调制深度影响模块输出端接开方模块，用于消除调制深度对解调信号的影响；
所述开方模块的输出端接反正切模块，用于还原出解调信号的正切值；
所述反正切模块的输出端接高通滤波模块，用于还原出解调信号；
所述高通滤波模块，用于滤除解调信号中的低频噪声信号。
作为一种优选的技术方案，所述四路混频滤波模块包括：第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、数字频率合成器、第二低通滤波器、第三低通滤波器、第四低通滤波器、第五低通滤波器；
所述第一乘法器～第四乘法器的输入端Ⅰ并接直流滤波模块的输出端、输入端Ⅱ分别接数字频率合成器的二倍频正弦信号输出端、二倍频参考信号输出端、一倍频正弦信号输出端、一倍频参考信号输出端，用于将四路去直流干涉信号与四路倍频信号进行混频处理；
所述第一乘法器～第四乘法器的输出端分别接第二低通滤波器～第五低通滤波器，用于对四路混频信号进行低通滤波操作，得到四路待测信号相位的正交信号；第二低通滤波器～第五低通滤波器的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块。
作为一种优选的技术方案，所述消除载波相位延迟模块包括：第一除法器、第二除法器、第三除法器、平方器、第十乘法器、第十一乘法器、第一数值+1器、第二数值+1器、第一反向器、第二反向器、第二常数单元；
所述第二除法器的输入端Ⅰ接第四低通滤波器的输出端、输入端Ⅱ接第五低通滤波器的输出端、输出端接平方器的输入端；
所述平方器的输出端接第二数值+1器和第二反相器的输入端；
所述第二数值+1器的输出端接第三除法器的输入端Ⅰ的输入端；
所述第二反相器的输出端接第一数值+1器的输入端；
所述第一数值+1器的输出端接第三除法器的输入端Ⅱ；
所述第三除法器的输出端接第一除法器的输入端Ⅰ；
所述第十乘法器的输入端Ⅰ接第三低通滤波器的输出端、输入端Ⅱ接第一低通滤波器的输出端、输出端接第一反相器的输入端；
所述第一反相器的输出端接第十一乘法器的输入端Ⅰ；
所述第十一乘法器的输入端Ⅱ接第二常数单元、输出端接第一除法器的输入端Ⅱ；
所述第一除法器的输出端接消除调制深度影响模块。
作为一种优选的技术方案，所述消除调制深度影响模块包括：第五乘法器、第六乘法器、第七乘法器、第八乘法器、第九乘法器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器、第一常数单元、第十二乘法器、第四除法器；
所述第五乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第一低通滤波器的输出端、输出端接第一加法器的输入端Ⅰ；
所述第六乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第二低通滤波器的输出端、输出端接第二加法器的输入端Ⅰ；
所述第七乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第三低通滤波器的输出端、输出端接第二加法器的输入端Ⅱ；
所述第二加法器的输出端接第一加法器的输入端Ⅱ；
所述第一加法器的输出端接第三加法器的输入端Ⅰ；
所述第三加法器的输入端Ⅱ接第一除法器的输出端、输出端接第四除法器的输入端Ⅰ；
所述第八乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第四低通滤波器的输出端、输出端接第四加法器的输入端Ⅰ；
所述第九乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第五低通滤波器的输出端、输出端接第四加法器的输入端Ⅱ；
所述第四加法器的输出端接第十二乘法器的输入端Ⅰ；
所述第十二乘法器的输入端Ⅱ接第一常数单元、输出端接第四除法器的输入端Ⅱ；
所述第四除法器的输出端接开方模块。
本发明的有益效果如下：
本发明通过运用五路运算，引入两路载波信号的倍频信号以及两路载波信号对应同频的正弦信号的倍频信号，这样使信号在通过低通滤波器后将无用的高次谐波分量全部滤除，此外，通过一定的数学运算补偿了载波相位延迟，并以贝塞尔函数相关公式结合多项式运算，消除了调制深度对解调结果的影响。
本发明运用五路运算从干涉信号中解调出待测信号，消除了光强干扰、载波相位延迟以及调制深度的影响，提高了稳定性和测量精度，动态范围大，总谐波失真低，可广泛应用于干涉型光纤传感器，测量油气井下振动等领域。
附图说明
图1是本发明的基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法的流程图。
图2是本发明的消除载波相位延迟影响且补偿调制深度的解调装置的结构示意图。
图3是本发明初始待测干涉信号为500Hz的解调结果示意图。
图4是本发明载波相位延迟为10°时的仿真实验数据结果示意图。
图5是本发明载波相位延迟为70°时的仿真实验数据结果示意图。
图6是本发明对调制深度不敏感的仿真实验数据结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于下述的实施方式。
在图1中，本实施例的基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法，包括以下步骤：
S1.将初始待测干涉信号滤掉直流分量得到去直流干涉信号I(t)，
式中，B为初始待测干涉信号的幅值，C为调制深度，J0(C)为0阶第一类贝塞尔函数，J2k(C)为偶数阶第一类贝塞尔函数，J2k+1(C)为奇数阶第一类贝塞尔函数，k为阶数，ωc为正弦相位调制信号的角频率，t为时间，为t时刻待测信号相位，θ为载波相位延迟；
S2.去直流干涉信号I(t)分为五路，一路通过低通滤波操作滤除高频分量得到待测信号相位的第一正交信号L1，其余四路分别与二倍频正弦信号、二倍频参考信号、一倍频正弦信号、一倍频参考信号相乘，然后通过低通滤波操作滤除高频分量得到四路待测信号相位/>的正交信号，分别为第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5；
式中，J1(C)为一阶贝塞尔函数，J2(C)为二阶贝塞尔函数；
S3.将第一正交信号L1、第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5各自平方，得到第一平方信号S1、第二平方信号S2、第三平方信号S3、第四平方信号S4、第五平方信号S5，将第一正交信号L1与第三正交信号L3相乘得到第六平方信号S6；
S4.将第二平方信号S2与第三平方信号S3相加得到第一无载波相位延迟信号T1，第四平方信号S4与第五平方信号S5相加得到第二无载波相位延迟信号T2，第一无载波相位延迟信号T1与第一平方信号S1相加得到第三无载波相位延迟信号T3；
S5.通过第四正交信号L4与第五正交信号L5相除后得到载波相位延迟的正切值tanθ，进而通过下式(16)得到二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ；
上述一倍载波相位延迟的正弦值sinθ或一倍载波相位延迟的余弦值cosθ或二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ为0时，对载波信号施加一个1°～4°的相位偏移量；
S6.按照下式(17)消除载波相位延迟对解调结果的影响，同时得到第四无载波相位延迟信号T4；
S7.对解调结果补偿调制深度
a.通过第三无载波相位延迟信号T3和第四无载波相位延迟信号T4相加得到第五无载波相位延迟信号T5；
b.用倍的第二无载波相位延迟信号T2除以第五无载波相位延迟信号T5补偿调制深度；
S8.对步骤S7得到的结果先开方再取反切值，滤除低频噪声得到最终输出的解调结果φ(t)。
在图2中，本实施例的消除载波相位延迟影响且补偿调制深度的解调包括：直流滤波模块、第一低通滤波器、四路混频滤波模块、消除载波相位延迟模块、消除调制深度影响模块、开方模块、反正切模块、高通滤波模块。
直流滤波模块的输出端并接第一低通滤波器和四路混频滤波模块，用于将初始被测干涉信号中的直流分量滤除后得到去直流干涉信号，并将去直流干涉信号分为五路，一路进入第一低通滤波器，其余四路进入四路混频滤波模块。
第一低通滤波器的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块，用于将进入的去直流干涉信号滤除高频分量，得到第一正交信号L1；四路混频滤波模块的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块，用于对四路去直流干涉信号进行混频并滤除高频分量；消除载波相位延迟模块输出端接消除调制深度影响模块，用于消除解调信号中的载波相位延迟；消除调制深度影响模块输出端接开方模块，用于消除调制深度对解调信号的影响；开方模块的输出端接反正切模块，用于还原出解调信号的正切值；反正切模块的输出端接高通滤波模块，用于还原出解调信号；高通滤波模块，用于滤除解调信号中的低频噪声信号。
本实施例的四路混频滤波模块包括：第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、数字频率合成器、第二低通滤波器、第三低通滤波器、第四低通滤波器、第五低通滤波器。
第一乘法器～第四乘法器的输入端Ⅰ并接直流滤波模块的输出端、输入端Ⅱ分别接数字频率合成器的二倍频正弦信号输出端、二倍频参考信号输出端、一倍频正弦信号输出端、一倍频参考信号输出端，用于将四路去直流干涉信号与四路倍频信号进行混频处理。
第一乘法器～第四乘法器的输出端分别接第二低通滤波器～第五低通滤波器，用于对四路混频信号进行低通滤波操作，得到四路待测信号相位的正交信号，分别为第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5；第二低通滤波器～第五低通滤波器的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块。
本实施例的消除载波相位延迟模块包括：第一除法器、第二除法器、第三除法器、平方器、第十乘法器、第十一乘法器、第一数值+1器、第二数值+1器、第一反向器、第二反向器、第二常数单元。
第二除法器的输入端Ⅰ接第四低通滤波器的输出端、输入端Ⅱ接第五低通滤波器的输出端、输出端接平方器的输入端，得到载波相位延迟的正切值tanθ；平方器的输出端接第二数值+1器和第二反相器的输入端，第二数值+1器的输出端接第三除法器的输入端Ⅰ的输入端，第二反相器的输出端接第一数值+1器的输入端；第一数值+1器的输出端接第三除法器的输入端Ⅱ，得到二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ，第三除法器的输出端接第一除法器的输入端Ⅰ；第十乘法器的输入端Ⅰ接第三低通滤波器的输出端、输入端Ⅱ接第一低通滤波器的输出端、输出端接第一反相器的输入端，得到第六平方信号S6，第一反相器的输出端接第十一乘法器的输入端Ⅰ，第十一乘法器的输入端Ⅱ接第二常数单元、输出端接第一除法器的输入端Ⅱ，第二常数单元输出的常数为2，第一除法器的输出端接消除调制深度影响模块。此处第六平方信号S6先取反在乘2然后除以二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ得到第四无载波相位延迟信号T4。
本实施例的消除调制深度影响模块包括：第五乘法器、第六乘法器、第七乘法器、第八乘法器、第九乘法器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器、第一常数单元、第十二乘法器、第四除法器。
第五乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第一低通滤波器的输出端、输出端接第一加法器的输入端Ⅰ，得到第一平方信号S1；第六乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第二低通滤波器的输出端、输出端接第二加法器的输入端Ⅰ，得到第二平方信号S2；第七乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第三低通滤波器的输出端、输出端接第二加法器的输入端Ⅱ，得到第三平方信号S3；第二加法器的输出端接第一加法器的输入端Ⅱ，得到第一无载波相位延迟信号T1；第一加法器的输出端接第三加法器的输入端Ⅰ，第三加法器的输入端Ⅱ接第一除法器的输出端、输出端接第四除法器的输入端Ⅰ，得到第三无载波相位延迟信号T3；第八乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第四低通滤波器的输出端、输出端接第四加法器的输入端I，用于得到第四平方信号S4；第九乘法器的输入端I和输入端II接第五低通滤波器的输出端、输出端接第四加法器的输入端II，用于得到第五平方信号S5；第四加法器的输出端接第十二乘法器的输入端I，得到第二无载波相位延迟信号T2；第十二乘法器的输入端II接第一常数单元、输出端接第四除法器的输入端II，第一常数单元输出常数此处根据贝塞尔函数相关公式/>Z为不含贝塞尔函数项信号，n≥1，n为正整数，推出用/>倍的第二无载波相位延迟信号T2除以第五无载波相位延迟信号T5可以得到tan2φ(t)，这样便可补偿调制深度，第四除法器的输出端接开方模块。
为了验证本发明的有益效果，发明人用实施例1基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置做如下实验：
试验1
将初始待测干涉信号与载波信号的初相都设置为90°，初始待测干涉信号幅值设置为1rad，频率设置为500Hz，载波调制信号频率设置为20kHz，采样率设置为200kHz，解调结果和待测信号对比如图3所示，由图3可看出本发明基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置解调结果能还原出待测信号。
试验2
将初始待测干涉信号与载波信号的初相都设置为90°，初始待测干涉信号幅值设置为1rad，频率设置为500Hz，载波调制信号频率设置为20kHz，采样率设置为200kHz,令载波相位延迟为10°，解调结果和待测信号对比如图4所示，由图4可看出本发明基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置解调结果能还原出待测信号。
试验3
将初始待测干涉信号与载波信号的初相都设置为90°，初始待测干涉信号幅值设置为1rad,频率设置为500Hz，载波调制信号频率设置为20kHz,采样率设置为200kHz,令载波相位延迟为70°，解调结果和待测信号对比如图5所示，由图5可看出本试验的结果与试验2的结果基本相同，因此可以证明，本发明基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置的解调结果不受载波相位延迟的影响。
试验4
将初始待测干涉信号与载波信号的初相都设置为90°，待测信号幅值设置为1rad,频率设置为500Hz，载波调制信号频率设置为20kHz,采样率设置为200kHz,通过设置仿真调制信号的幅值C，令C在1rad～4rad内以0.2rad为步长变化，每改变一个值记录对应的解调相位幅值，从而得到解调相位幅值随调制深度C的变化情况如图6所示，本发明基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置的解调结果对调制深度C的变化不敏感。
综上所述，本发明基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法及装置不受载波相位延迟的影响，且解决了C值必须取特殊值的要求，对调制深度不敏感，对光强的波动不敏感，可有效提高相位解调精度以及解调稳定性。
Claims (6)
1.一种基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将初始待测干涉信号滤掉直流分量得到去直流干涉信号I(t)，
式中，B为初始待测干涉信号的幅值，C为调制深度，JO(C)为0阶第一类贝塞尔函数，J2k(C)为偶数阶第一类贝塞尔函数，J2k+1(C)为奇数阶第一类贝塞尔函数，k为阶数，ωc为正弦相位调制信号的角频率，t为时间，为t时刻待测信号相位，θ为载波相位延迟；
S2.去直流干涉信号I(t)分为五路，一路通过低通滤波操作滤除高频分量得到待测信号相位的第一正交信号L1，其余四路分别与二倍频正弦信号、二倍频参考信号、一倍频正弦信号、一倍频参考信号相乘，然后通过低通滤波操作滤除高频分量得到四路待测信号相位/>的正交信号，分别为第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5；
式中，J1(C)为一阶贝塞尔函数，J2(C)为二阶贝塞尔函数；
S3.将第一正交信号L1、第二正交信号L2、第三正交信号L3、第四正交信号L4、第五正交信号L5各自平方，得到第一平方信号S1、第二平方信号S2、第三平方信号S3、第四平方信号S4、第五平方信号S5，将第一正交信号L1与第三正交信号L3相乘得到第六平方信号S6；
S4.将第二平方信号S2与第三平方信号S3相加得到第一无载波相位延迟信号T1，第四平方信号S4与第五平方信号S5相加得到第二无载波相位延迟信号T2，第一无载波相位延迟信号T1与第一平方信号S1相加得到第三无载波相位延迟信号T3；
S5.通过第四正交信号L4与第五正交信号L5相除后得到载波相位延迟的正切值tanθ，进而通过下式(16)得到二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ；
S6.按照下式(17)消除载波相位延迟对解调结果的影响，同时得到第四无载波相位延迟信号T4；
S7.对解调结果补偿调制深度
a.通过第三无载波相位延迟信号T3和第四无载波相位延迟信号T4相加得到第五无载波相位延迟信号T5；
b.用倍的第二无载波相位延迟信号T2除以第五无载波相位延迟信号T5补偿调制深度；
S8.对步骤S7得到的结果先开方再取反切值，滤除低频噪声得到最终输出的解调结果
2.根据权利要求1所述基于PGC-Arctan消除载波相位延迟且补偿调制深度的解调方法，其特征在于，所述步骤S5中一倍载波相位延迟的正弦值sinθ或一倍载波相位延迟的余弦值cosθ或二倍载波相位延迟的余弦值cos2θ为0时，对载波信号施加一个1°～4°的相位偏移量。
3.根据权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括：直流滤波模块、第一低通滤波器、四路混频滤波模块、消除载波相位延迟模块、消除调制深度影响模块、开方模块、反正切模块、高通滤波模块；
所述直流滤波模块的输出端并接第一低通滤波器和四路混频滤波模块，用于将初始被测干涉信号中的直流分量滤除后得到去直流干涉信号，并将去直流干涉信号分为五路，一路进入第一低通滤波器，其余四路进入四路混频滤波模块；
所述第一低通滤波器的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块，用于将进入的去直流干涉信号滤除高频分量，得到第一正交信号L1；
所述四路混频滤波模块的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块，用于对四路去直流干涉信号进行混频并滤除高频分量；
所述消除载波相位延迟模块输出端接消除调制深度影响模块，用于消除解调信号中的载波相位延迟；
所述消除调制深度影响模块输出端接开方模块，用于消除调制深度对解调信号的影响；
所述开方模块的输出端接反正切模块，用于还原出解调信号的正切值；
所述反正切模块的输出端接高通滤波模块，用于还原出解调信号；
所述高通滤波模块，用于滤除解调信号中的低频噪声信号。
4.根据权利要求3所述方法的装置，其特征在于，所述四路混频滤波模块包括：第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、数字频率合成器、第二低通滤波器、第三低通滤波器、第四低通滤波器、第五低通滤波器；
所述第一乘法器～第四乘法器的输入端Ⅰ并接直流滤波模块的输出端、输入端Ⅱ分别接数字频率合成器的二倍频正弦信号输出端、二倍频参考信号输出端、一倍频正弦信号输出端、一倍频参考信号输出端，用于将四路去直流干涉信号与四路倍频信号进行混频处理；
所述第一乘法器～第四乘法器的输出端分别接第二低通滤波器～第五低通滤波器，用于对四路混频信号进行低通滤波操作，得到四路待测信号相位的正交信号；第二低通滤波器～第五低通滤波器的输出端接消除调制深度影响模块和消除载波相位延迟模块。
5.根据权利要求4所述方法的装置，其特征在于，所述消除载波相位延迟模块包括：第一除法器、第二除法器、第三除法器、平方器、第十乘法器、第十一乘法器、第一数值+1器、第二数值+1器、第一反向器、第二反向器、第二常数单元；
所述第二除法器的输入端Ⅰ接第四低通滤波器的输出端、输入端Ⅱ接第五低通滤波器的输出端、输出端接平方器的输入端；
所述平方器的输出端接第二数值+1器和第二反相器的输入端；
所述第二数值+1器的输出端接第三除法器的输入端Ⅰ的输入端；
所述第二反相器的输出端接第一数值+1器的输入端；
所述第一数值+1器的输出端接第三除法器的输入端Ⅱ；
所述第三除法器的输出端接第一除法器的输入端Ⅰ；
所述第十乘法器的输入端Ⅰ接第三低通滤波器的输出端、输入端Ⅱ接第一低通滤波器的输出端、输出端接第一反相器的输入端；
所述第一反相器的输出端接第十一乘法器的输入端Ⅰ；
所述第十一乘法器的输入端Ⅱ接第二常数单元、输出端接第一除法器的输入端Ⅱ；
所述第一除法器的输出端接消除调制深度影响模块。
6.根据权利要求5所述方法的装置，其特征在于，所述消除调制深度影响模块包括：第五乘法器、第六乘法器、第七乘法器、第八乘法器、第九乘法器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器、第一常数单元、第十二乘法器、第四除法器；
所述第五乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第一低通滤波器的输出端、输出端接第一加法器的输入端Ⅰ；
所述第六乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第二低通滤波器的输出端、输出端接第二加法器的输入端Ⅰ；
所述第七乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第三低通滤波器的输出端、输出端接第二加法器的输入端Ⅱ；
所述第二加法器的输出端接第一加法器的输入端Ⅱ；
所述第一加法器的输出端接第三加法器的输入端Ⅰ；
所述第三加法器的输入端Ⅱ接第一除法器的输出端、输出端接第四除法器的输入端Ⅰ；
所述第八乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第四低通滤波器的输出端、输出端接第四加法器的输入端Ⅰ；
所述第九乘法器的输入端Ⅰ和输入端Ⅱ接第五低通滤波器的输出端、输出端接第四加法器的输入端Ⅱ；
所述第四加法器的输出端接第十二乘法器的输入端Ⅰ；
所述第十二乘法器的输入端Ⅱ接第一常数单元、输出端接第四除法器的输入端Ⅱ；
所述第四除法器的输出端接开方模块。
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