[发明专利]一种声学超表面及其设计方法和声学装置

权利要求书

1.一种声学超表面，其特征在于，包括：

背腔结构，所述背腔结构包括底隔声板，及设置于所述底隔声板一侧表面上且围成多个腔体的侧壁隔声板；以及，覆盖于所述侧壁隔声板背离所述底隔声板一侧的多个盖板，所述盖板为穿孔板，且所述盖板与所述腔体一一对应形成单胞，所述单胞的反射系数不小于0.7；

多个所述单胞所形成的单胞阵列的排布方式，及每个所述单胞的参数是根据所述反射系数和相位差的空间分布确定；所述反射系数和所述相位差的空间分布是根据所述声学超表面的预期功能要求确定；其中所述相位差为所述单胞的入射声波和反射声波的相位差，所述单胞的参数至少包括所述盖板的孔隙率和/或所述盖板的板厚。

2.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，所述盖板与所述腔体形成的单胞的宽度不大于λ/3，λ为入射声波的波长。

3.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，所述多个腔体的形状和尺寸均相同。

4.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，所述盖板与所述背腔结构之间可拆卸固定。

5.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，所述盖板的材质为金属材料或非金属材料。

6.根据权利要求1所述的声学超表面，其特征在于，所述预期功能要求为调控声波的传播路径或声波沿传播路径的能量分布。

7.一种声学超表面的设计方法，其特征在于，用于设计权利要求1-6任意一项所述的声学超表面，包括：

建立不同参数的单胞的反射系数及其入射声波和反射声波之间的相位差的数据库；

基于待设计的声学超表面的预期功能要求，计算所述待设计的声学超表面的单胞阵列的排布方式，以及所述单胞阵列中每个单胞的相位差构成的相位差的空间分布，并控制单胞的反射系数满足工程要求；

根据计算结果在所述数据库中确定所述单胞阵列中每个单胞的参数，并依照计算得到的所述单胞阵列的排布方式排布得到声学超表面。

8.根据权利要求7所述的声学超表面的设计方法，其特征在于，在所述数据库中确定所述声学超表面的单胞的参数后还包括：

对所述声学超表面进行功能验证。

9.一种声学装置，其特征在于，所述声学装置包括权利要求1-6任意一项所述的声学超表面。