[发明专利]基于声学超表面的轻薄复合隔声结构及隔声方法

权利要求书

1.一种基于声学超表面的轻薄复合隔声结构，其特征在于，包括：声源侧表面隔声层(1)、中间隔声层(2)和隔声侧表面隔声层(3)；所述中间隔声层(2)夹于所述声源侧表面隔声层(1)和所述隔声侧表面隔声层(3)之间；所述中间隔声层(2)和所述声源侧表面隔声层(1)之间形成的空间为上层空间；所述中间隔声层(2)和所述隔声侧表面隔声层(3)之间形成的空间为下层空间；

所述声源侧表面隔声层(1)的反面设置若干个第一凸槽(6)；所述中间隔声层(2)的正面设置若干个凹槽(7)；所述声源侧表面隔声层(1)的第一凸槽(6)插入所述中间隔声层(2)的凹槽(7)内，进而将所述声源侧表面隔声层(1)和所述中间隔声层(2)之间形成的上层空间划分为多个上层子空间；每个所述上层子空间形成上层吸声层(4)，用于布置梯度泡沫单元(9)；其中，所述梯度泡沫单元(9)与所述声源侧表面隔声层(1)之间的间隙、以及所述第一凸槽(6)和所述凹槽(7)之间的间隙，形成上层吸声层空气腔(14)；

所述中间隔声层(2)的反面设置若干个第二凸槽(8)，进而将所述中间隔声层(2)和所述隔声侧表面隔声层(3)之间形成的下层空间划分为多个下层子空间；各个所述下层子空间形成下层减振吸声层(5)，用于布置减振吸声材料；

其中，所述第一凸槽(6)与所述中间隔声层(2)的正面具有间隙；具体的，所述第一凸槽(6)与所述凹槽(7)的槽底面具有间隙；所述凹槽(7)的顶部与所述声源侧表面隔声层(1)的反面具有间隙；

所述第一凸槽(6)的截面形状，以及所述凹槽(7)的截面形状均为矩形；所述第一凸槽(6)和所述凹槽(7)的槽高，小于上层吸声层(4)高度，大于1/2上层吸声层(4)高度，为1～10mm。

2.根据权利要求1所述的基于声学超表面的轻薄复合隔声结构，其特征在于，所述第一凸槽(6)和所述凹槽(7)关于中轴对称，所述凹槽(7)槽宽，大于所述第一凸槽(6)槽宽，所述凹槽(7)和所述第一凸槽(6)之间形成的间隙为第一吸声层空气腔(14.1)；

所述凹槽(7)的槽宽为2～40mm，所述第一凸槽(6)的槽宽为1～10mm。

3.根据权利要求1所述的基于声学超表面的轻薄复合隔声结构，其特征在于，所述第一凸槽(6)为等距平行设置的凸槽；所述凹槽(7)为等距平行设置的凹槽；通过所述第一凸槽(6)和所述凹槽(7)的配合，将所述上层空间划分为多个矩形平行设置的上层子空间；

或者

所述第一凸槽(6)为横纵均匀垂直设置的凸槽；所述凹槽(7)为横纵均匀垂直设置的凹槽；通过所述第一凸槽(6)和所述凹槽(7)的配合，将所述上层空间划分为多个矩阵形式排列的上层子空间；其中，所述凹槽(7)在十字交叉点开槽避让，保证所述第一凸槽(6)和所述凹槽(7)互不接触。

4.根据权利要求1所述的基于声学超表面的轻薄复合隔声结构，其特征在于，所述第二凸槽(8)与所述第一凸槽(6)纵向对齐，所述第二凸槽(8)与所述隔声侧表面隔声层(3)的反面相接触，即：所述第二凸槽(8)的槽高，等于所述下层减振吸声层(5)的高度，所述第二凸槽(8)的槽宽为1～10mm。

5.根据权利要求1所述的基于声学超表面的轻薄复合隔声结构，其特征在于，所述梯度泡沫单元(9)包括n个等宽度、高度依次递减排列的泡沫块；其中，每个所述泡沫块的宽度为d/n，d为梯度泡沫单元(9)的总宽度；n个泡沫块高度设计为：使各个泡沫块的相位响应产生线性相位梯度变化，使其范围覆盖0～2π，实现对声波的反常操控；

所述梯度泡沫单元(9)中，相邻两个泡沫块之间、以及泡沫块的外侧均设置高度略低于上层吸声层(4)的隔板(10)；

所述梯度泡沫单元(9)和所述声源侧表面隔声层(1)之间形成的间隙为第二吸声层空气腔(14.2)。

6.根据权利要求5所述的基于声学超表面的轻薄复合隔声结构，其特征在于，所述泡沫块的材料为三聚氰胺泡沫，所述梯度泡沫单元(9)包括的泡沫块的数量n为4或8。