1.一种基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

(1)利用声源数为N和M的单环发射和接收换能器阵列建立涡旋声束OAM通信系统，通过相控信号驱动发射阵列，构建沿声轴传播的OAM复用涡旋声束，在收发阵列共轴平行放置的理想接收条件下，测量声束横截面内各检测位置上的声压分布，并利用OAM谱分解方法计算涡旋声束所包含的OAM模式；

(2)在收发阵列存在偏移或偏转的非理想接收条件下，对复用涡旋声束横截面内各检测点处的声压分布进行测量，利用M个接收信号进行OAM谱分解，得到理想与非理想条件下复用涡旋声束的归一化OAM谱标准差，评价其轨道角动量扩散度；

(3)在非理想接收条件下，涡旋声束的轨道角动量扩散度随收发阵列的横向偏移和相对偏转角度的增大而单调增大，建立OAM谱标准差最小化标准可以实现收发阵列的校准，针对同时存在横向偏移和相对偏转的任意收发阵列，可以通过单阵列或双阵列的方法实现校准，校准方法一：保持发射阵列固定，沿横向，纵向和角向依次循环调整接收阵列的横向偏移和相对偏转，分别测量声场中各检测位置的声压分布，计算其OAM谱标准差，直至最小或

0，校准方式二：令收发阵列的中心连线为传播轴，以阵列中心为圆心依次循环调节收发阵列的偏转角，分别测量声场中各检测位置的声压分布，计算其OAM谱标准差，直至最小或0。

2.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(1)中，声源数量为N的环形换能器阵列所能形成涡旋声束OAM的最大拓扑荷为：

lmax＝±Fix[(N‑1)/2]其中Fix()为向零取整函数，lmax表示发射阵列所能复用的最大拓扑荷数，其正负决定涡旋声束横截面内相位分布的旋转方向。

3.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(1)中，用于采集复用涡旋声束的环形接收阵列的换能器数量满足M>2|lmax|，其中lmax表示发射阵列所能复用的最大拓扑荷数。

4.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对于通信中所发射出的复用涡旋声束，其m阶OAM谱的复幅度为：其中am(r,z)表示复用涡旋声束中拓扑荷为m的涡旋波束分量的复幅度，pn表示第n个接收器所接收到的声压信号， 表示该接收器所在的方位角，其OAM谱强度和归一化相对功率分别为：和

其中lmax表示发射阵列所能复用的最大拓扑荷数；

其归一化OAM谱的相对功率标准差为：其中，P′m和Pm分别表示理想与非理想条件下复用涡旋声束的m阶归一化OAM相对功率谱，K表示所需计算的OAM谱分量的总数；该标准差即为非理想条件下复用涡旋声束的OAM扩散程度。

5.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在非理想接收条件下，复用涡旋声束OAM谱的扩散程度随收发阵列的相对横向偏移与相对偏转角度的增大呈单调增长趋势，当且仅当收发阵列处于共轴平行的理想接收条件时，复用涡旋声束的OAM谱扩散为零。

6.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(3)提供两种可以实现收发阵列校准的方法，一种是在保持发射阵列固定，复用涡旋声束传输方向不变条件下，依次循环调整接收阵列的横向偏移和相对偏转角度，通过OAM谱相对功率标准差最小实现阵列校准，另一种是以收发阵列的中心连线为传播轴，依次循环调节收发阵列的偏转角，通过OAM谱相对功率标准差最小实现共轴平行校准。

7.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在收发阵列横向偏移与相对偏转角度调节过程中，需沿复用涡旋声束Pm减小的方向进行阵列校准，当扩散度达到极小值点后应暂停当前自由度上的调整，转而在下一自由度上继续进行校准。

8.根据权利要求1所述的基于轨道角动量谱分解的声涡旋通信收发阵列校准方法，其特征在于，所述步骤(3)中，当在所有自由度上已完成一轮校准后，若复用涡旋声束轨道角动量OAM谱相对功率标准差不为0，则需在其他自由度上依次循环进行下一轮校准，直到扩散度为0或最小，可认为校准完成。