[发明专利]一种可同时调控振幅与位相的声学超表面

权利要求书

1.一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：包括多个结构单元(1)，多个结构单元(1)在同一平面并行排列，并且在排列时，多个结构单元(1)相互连接成为一个整体；

所述结构单元(1)包括：实体部(11)和空心部(12)；实体部(11)的一端连接空心部(12)的一端；实体部(11)内部设置有一条折叠通道(110)，空心部(12)沿轴线方向中空；

所述折叠通道(110)由起始段(111)、中间段(112)和尾段(113)三段组成；起始段(111)为入口连接通道，两端分别连接空心部(12)和中间段(112)的一端；中间段(112)是由若干个相同的矩形框依次连接组成的方波形通道；尾段(113)为出口连接通道，两端分别连接中间段(112)的另一端和外界；入口连接通道和出口连接通道分别位于实体部(11)的后端面(14)和前端面(13)的中心位置；

所述结构单元(1)的总高度L为：L＝0.75λ₀；结构单元(1)的长度p为：p＝5λ₀/34；其中，λ₀为声波在空气中的波长。

2.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：任意相邻的两个所述矩形框中心对称。

3.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：所述入口连接通道、方波形通道和出口连接通道的通道宽度d均相同。

4.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：所述中间段(112)的矩形框长为W1＝0.5w+d，w的取值范围为(d,p)，d为通道宽度，p为结构单元(1)长度。

5.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：所述矩形框的高、入口连接通道的长、出口连接通道的长均为h为折叠通道(110)的总高度，m为所述矩形框的总个数加1，d为通道宽度，结构单元(1)的总高度L；所述空心部(12)的高度为H＝L-h，且H＝iλ₀/2N,(i＝0,1,K N)，N为正整数。

6.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：在所述折叠通道(110)中填充空气作为声波传输的介质。

7.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：p、d、L、h的设定公式如下：

上式中，T和为需要得到的透射率和位相；为有效阻抗；L_eff为声波在弯曲缝层中传播的有效路径；c₀为声波在空气中的传播速度,大小为340m/s，f为工作频率。

8.如权利要求1所述的一种可同时调控振幅与位相的声学超表面，其特征在于：通过调节空心部(12)的高度H与所述中间段(112)的矩形框的长来实现声波的全范围振幅和位相调控。