A subwavelength structure for acoustic redirection transmission in a liquid, which involves the field of acoustic ultrasonic materials. By constructing an acoustic supermaterial, the direction of underwater acoustic wave propagation is redirected under the condition that the thickness is less than the incident wave wavelength, and the acoustic supermaterial is composed of one dimensional flow / solid diffraction grating and one dimensional flow / solid. In the acoustic supermaterial, the solid material of the acoustic grating is stainless steel, copper, aluminum and high impedance metal material. The solid material of the phononic crystal is organic glass, epoxy resin, PVC, hard rubber and low impedance nonmetallic material. The structure of the invention is simple and easy to be realized. It has significant redirection performance for underwater low frequency incident plane sound wave. It is helpful to the miniaturization direction of underwater acoustic energy flow control device or equipment. It is of great significance to underwater target detection, underwater acoustic communication, underwater information security and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种实现液体内声波重定向传播的亚波长结构
本专利技术涉及声学超材料领域,尤其是一种实现液体内声波重定向传播的亚波长结构。
技术介绍
声波是水下能够实现远距离信息传输的唯一能量载体,水下声波传播方向的调控在水下目标探测、信息传递、水声安全等领域具有重要的学术意义和应用前景。实现水下低频声波波向调控的有效方法是利用换能器阵列技术控制每个阵元产生声波的相位与幅度,实现声波的波束偏转和聚焦等声学效应。然而,换能器阵列技术需要额外的外部电路及复杂的信号处理技术支持,具有有源、高功耗等特征;此外,为了实现低频声能流的波向调控,多阵元结构的整体尺寸往往显得较为庞大和臃肿,缺乏便利性。近年来,一种称之为“声超常表面”的声学超材料基于广义斯涅耳定律,利用巧妙设计的相位梯度实现传播方向的改变。此类声学超表面结构具有亚波长、无源、低功耗等特征。不过,声学超表面主要针对空气中声波传播方向进行重定向,尚无法在水环境中对水下声波进行有效调控。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用声学超材料,在调控结构厚度远小于入射声波波长的条件下,实现液体内声波传播方向的重定向调控。本专利技术是通过以下技术方案得以实现的:一种实现液体内声波重定向传播的亚波长结构,该亚波长结构由一维流/固型声栅和一维流/固型声子晶体耦合而成;所述一维流/固型声栅中的固体材料为不锈钢、铜或者铝;所述一维流/固型声子晶体中的固体材料为有机玻璃、环氧树脂、聚氯乙烯或者硬橡胶;所述亚波长结构的厚度在小于入射声波波长的条件下,可实现液体内入射声波传播方向的重新定向。进一步的,所述亚波长结构从上至下依次为一维流/固型声栅和一维流/固 ...
【技术保护点】
一种实现液体内声波重定向传播的亚波长结构,其特征在于,该亚波长结构由一维流/固型声栅和一维流/固型声子晶体耦合而成;所述一维流/固型声栅中的固体材料为不锈钢、铜或者铝;所述一维流/固型声子晶体中的固体材料为有机玻璃、环氧树脂、聚氯乙烯或者硬橡胶;所述亚波长结构的厚度在小于入射声波波长的条件下,可实现液体内入射声波传播方向的重新定向。
【技术特征摘要】
1.一种实现液体内声波重定向传播的亚波长结构,其特征在于,该亚波长结构由一维流/固型声栅和一维流/固型声子晶体耦合而成;所述一维流/固型声栅中的固体材料为不锈钢、铜或者铝;所述一维流/固型声子晶体中的固体材料为有机玻璃、环氧树脂、聚氯乙烯或者硬橡胶;所述亚波长结构的厚度在小于入射声波波长的条件下,可实现液体内入射声波传播方向的重新定向。2.根据权利要求1所述的实现液体内声波重定向传播的亚波长结构,其特征在于,所述亚波长结构从上至下依次为一维流/固型声栅和一维流/固型声子晶体;其中一维流/固型声栅为一层,一维流/固型声子晶体为数层。3.根据权利要求2所述的实现液体内声波重定向传播...
【专利技术属性】
技术研发人员:张赛,许伯强,陆伟,何惠子,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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