[发明专利]一种利用由亥姆霍兹共鸣器构成的超构表面实现对声波波前调控方法

权利要求书

1.一种利用由亥姆霍兹共鸣器构成的超构表面实现对声波波前调控的方法，该方法利用亥姆霍兹共鸣器构成微结构单元，将多个微结构单元构成超构表面，其特征是在超构表面单元尺度远小于声波波长的情况下，通过调节微结构单元中矩形细缝的宽度来改变超构表面中声波的声速，进而改变声波的相位，从而实现对声波波前的调控；

超构表面中的声波波速c_eff具体满足下述公式：

其中：ρ₀为空气密度，等于1.21kg/m³；B_eff是引入赫姆霍兹共鸣器后的等效体模量，表达式为

其中：B₀＝ρ₀c₀²为空气的体模量，此处c₀＝343m/s，为空气中的声速，因而B₀是常数；ω₀为赫姆霍兹共鸣器的谐振角频率，ω为输入声波信号的频率；F＝ab/Ld为亥姆霍兹共鸣器腔体面积与对应的隙缝面积之比，L表示微结构单元的周期常数，d表示微结构单元中细缝的宽度；a、b分别表示亥姆霍兹共鸣器腔体的高度和宽度；

微结构单元是通过在一金属介质上垂直刻上至少三个赫姆霍兹共鸣器，相邻赫姆霍兹共鸣器之间具有矩形细缝结构。

2.根据权利要求1所述的利用由亥姆霍兹共鸣器构成的超构表面实现对声波波前调控的方法，其特征是所述的金属介质的高度H即超构表面的厚度为32mm，微结构单元的周期常数L为8mm，细缝的宽度为d；亥姆霍兹共鸣器的颈部长度和宽度分别为h＝2mm和l＝1mm，亥姆霍兹共鸣器腔体的高度和宽度分别为a＝6mm和b＝2.5mm。

3.根据权利要求1所述的利用由亥姆霍兹共鸣器构成的超构表面实现对声波波前调控的方法，其特征是所述的多个微结构单元按照水平排列方式来构成超构表面。