利用超构材料改善低频声波的指向性的方法

摘要

利用超构材料改善低频声波的指向性的方法，采用超构材料，在辐射器尺度远小于声波波长的情况下，实现低频声波的高指向性传输；所述超构材料为两块级联多个亥姆赫兹共鸣器的钢板，两块钢板中间构成细缝；钢板的厚度以及亥姆赫兹共鸣器的周期长度分别为3.6±0.1厘米以及8±0.5毫米；细缝的宽度为2±0.5毫米，两块级联多个亥姆赫兹共鸣器的钢板的总长度为20厘米以上、总高度为25厘米；亥姆赫兹共鸣器的颈部的长度和宽度分别为0.5±0.04毫米以及1±0.04毫米，亥姆赫兹共鸣器的腔体的长度与宽度都为5±0.04毫米；此结构适用的声波频率范围为8kHz到12kHz。

主权项

利用超构材料改善低频声波的指向性的方法，其特征是所述超构材料为两块级联的多个亥姆赫兹共鸣器的钢板，两块钢板中间构成细缝；钢板的厚度以及亥姆赫兹共鸣器的周期长度分别为3.6±0.1厘米以及8±0.5毫米；细缝的宽度为2±0.5毫米，两块级联多个亥姆赫兹共鸣器的钢板的总长度为20厘米以上；亥姆赫兹共鸣器的颈部的长度和宽度分别为0.5±0.04毫米以及1±0.04毫米，亥姆赫兹共鸣器的腔体的长度与宽度都为5±0.04毫米，此结构适用的声波频率范围为8kHz到12kHz；改善低频声波的指向性的步骤：将所述超构材料样品和扬声器放在由计算机控制的转台上，超构材料样品的细缝的开口处位于转台的转动中心；扬声器连接由分析仪控制的功率放大器，分析仪由计算机进行控制；扬声器模拟平面波从一个侧面入射到超构材料上；在超构材料的另一侧面，用传声器对声波通过结构的声场进行扫描；传声器连接分析仪，利用转台对超构材料样品的转动，获得角度方向的扫描，利用传声器与细缝的距离的控制，获得径向方向的扫描，获得二维全方位的声场扫描图；从而实现采用超构材料，在辐射器尺度远小于声波波长的情况下，实现低频声波的高指向性传播。