[发明专利]用于定向放大声学信号的开放式腔体系统

权利要求书

1.一种用于在传输器与接收器之间传输声学信号的装置，所述装置包括：

用于生成低频电信号的电信号发生器；

传输器，其包括第一回射器，所述第一回射器在开放式腔体的一端具有亚波长回射元件的第一阵列，以用于传输所述低频电信号；以及与所述第一回射器相邻的第一电声换能器，以用于将所述低频电信号转换成声学信号；以及

接收器，其包括第二回射器，所述第二回射器在所述开放式腔体的相对端具有亚波长回射元件的第二阵列，所述声学信号为导向所述接收器的波束形式。

2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括邻近所述第二回射器的第二电声换能器，以用于将所述声学信号转换成低频电信号。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中亚波长回射元件的所述第一阵列包括回射衍射超表面。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其中亚波长回射元件的所述第二阵列包括回射衍射超表面。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其中亚波长回射元件的所述第一阵列包括回射相位共轭超表面。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的装置，其中亚波长回射元件的所述第二阵列包括回射相位共轭超表面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其进一步包括复合放大器，所述复合放大器包括用于放大来自所述开放式腔体的所述声学信号以形成放大的声学信号的相位保持分布式放大层，其中所述分布式放大层在包括所述第一回射器和所述第二回射器的所述开放式腔体内部或附近。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其中在所述传输器和所述接收器之间的所述开放式腔体包括充气腔体。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中在所述传输器和所述接收器之间的所述开放式腔体包括充水腔体。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中亚波长回射元件的所述第一阵列和所述第二阵列中的任一者或两者具有等于或小于所述声学信号的一半波长的平均中心到中心元件间间距。

11.根据权利要求7所述的装置，其中包括所述第一回射器和所述第二回射器以及所述相位保持分布放大层的所述开放式腔体是Q因子至少为10的谐振器。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的装置，其中亚波长回射元件的所述第一阵列和所述第二阵列中的至少一个是基本上平坦的2D阵列。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述接收器包括功率吸收层。

14.一种用于将声学信号传输到匹配的接收器的传输装置，所述传输装置包括：

用于生成低频电信号的电信号发生器；

包括回射器的传输器，所述回射器在开放式腔体的一端具有亚波长回射元件的阵列，以用于传输所述低频电信号；以及

与所述回射器相邻的电声换能器，以用于将来自所述传输器的所述低频电信号转换成通过所述开放式腔体传播到所述接收器的声学信号。

15.根据权利要求14所述的传输装置，其中亚波长回射元件的所述阵列包括回射衍射超表面。

16.根据权利要求14所述的传输装置，其中亚波长回射元件的所述阵列包括回射相位共轭超表面。

17.根据权利要求14至16中的任一项所述的传输装置，其进一步包括复合放大器，所述复合放大器包括用于放大来自所述开放式腔体的所述声学信号以形成放大的声学信号的相位保持分布式放大层，其中所述分布式放大层在所述回射器内部或附近。