[发明专利]一种二维波动体系内非周期声信号的空间复用方法

权利要求书

1.一种二维波动体系内非周期声信号的空间复用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)搭建基于超表面的类声表面波传输装置；所述表面波传输装置由周期开孔的亥姆霍兹谐振腔组成；

(2)基于类声表面波传输装置的结构参数，得到对应的色散关系，确定等效传播波矢；

(3)基于等效传播波矢，确定传播路径：

(4)基于等效传播波矢，确定声道的空间间距以及发射面和接收面的位置；

(5)搭建声发射面，确定声发射面的振幅和相位分布；

(6)通过接收面测量空间复用的非周期声信号；

步骤(3)所述的传输路径满足关系：

其中，k为等效传播波矢,满足关系c为类表面波的声速；b为横向放大率，表征垂直于传播路径的截面上声强分布的压缩和展宽程度,x和y是直角坐标系中的正交单位向量；

所述步骤(4)实现过程如下：

基于Airy-Talbot效应，即通过两个Airy声束的干涉叠加，声源的声强可以沿弯曲轨迹在一定距离内不断自成像，在均匀且各向同性介质中，艾里声束表示为：

其中，c_n是任意系数,Ai是Airy函数，i是虚数单位；类比Talbot以周期间隔叠加艾里声束，声场表示为：

其中，Δ是垂直于传播路径上不同艾里声束间的空间间隔；当传输横向距离等于时,声信号得以恢复；基于Airy-Talbot效应的声通信，非周期性信号沿着弯曲路径y＝x²传输，在位置处实现信号的恢复，发射面的位置为x＝0，即为接收面的位置。

2.根据权利要求1所述的二维波动体系内非周期声信号的空间复用方法，其特征在于，所述亥姆霍兹谐振腔的尺寸为：谐振腔单元结构边长为2cm，高度为0.55cm；内腔底面为正方形，边长为1.8cm，深度为0.35cm；壁厚统一为0.1cm。

3.根据权利要求1所述的二维波动体系内非周期声信号的空间复用方法，其特征在于，步骤(2)所述色散关系为：

其中，k_x是传播波数，ω是角频率，f是工作频率，C_HR和M_HR是亥姆霍兹谐振腔的声容和声质量，分别描述系统具有弹性性质和惯性量度。