[發(fā)明專利]一種可調(diào)諧水-空氣界面聲波通訊結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811515617.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN109741729B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸增天;張輝;沈浪;毛飛龍;殷國(guó)棟;倪中華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G10K11/18
• 分類號(hào): G10K11/18;G10K11/36;H04B13/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發(fā)明涉及一種可調(diào)諧水?空氣界面聲波通訊結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，前述的結(jié)構(gòu)單元包括開設(shè)在基體材料內(nèi)的聲主波導(dǎo)和耦合旁支管；還包括兩個(gè)彈簧滑塊，兩者沿著耦合旁支路截面徑向方向相對(duì)布設(shè)在聲主波導(dǎo)與耦合旁支管之間，兩個(gè)相對(duì)布設(shè)的彈簧滑塊之間的間隙形成連通聲主波導(dǎo)和耦合旁支管的連接喉管；本發(fā)明通過調(diào)整兩個(gè)彈簧滑塊之間的距離實(shí)現(xiàn)連接喉管寬度的調(diào)整，且連接喉管將耦合旁支管沿著其截面徑向方向分成對(duì)稱的兩部分；通過改變耦合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)其諧振狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)多頻點(diǎn)的聲波在水?空氣間透射，達(dá)到海?空之間聲信息傳輸?shù)哪康摹?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可調(diào)諧水-空氣界面聲波通訊結(jié)構(gòu)，屬于水聲學(xué)和音頻聲學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對(duì)于聲阻抗不匹配的水-空氣界面可以用傳統(tǒng)的阻抗匹配方法可以進(jìn)行阻抗匹配，然而在許多實(shí)際應(yīng)用中，找到合適的匹配層材料非常困難；另一方面，傳統(tǒng)的聲阻抗匹配聲透射在某一固定頻率有效，這在要求多頻點(diǎn)聲透射的水-空氣間聲信息傳輸中很難使用。

主要問題在于：為減小聲波在傳播過程中的能量衰減，保證聲波具備一定的能量，傳輸聲波要求具有較小的頻率。因此要實(shí)現(xiàn)在低頻段的可調(diào)諧聲傳輸，這就需要研究如何減小聲學(xué)結(jié)構(gòu)的尺度，以及如何調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的諧振狀態(tài)滿足不同頻率聲波的透射，以更好的進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可調(diào)諧水-空氣界面聲波通訊結(jié)構(gòu)，通過改變耦合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)其諧振狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)多頻點(diǎn)的聲波在水-空氣間透射，達(dá)到海-空之間聲信息傳輸?shù)哪康摹?/p>

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種可調(diào)諧水-空氣界面聲波通訊結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，

前述的結(jié)構(gòu)單元包括開設(shè)在基體材料內(nèi)的聲主波導(dǎo)和耦合旁支管；

還包括兩個(gè)彈簧滑塊，兩者沿著耦合旁支路截面徑向方向相對(duì)布設(shè)在聲主波導(dǎo)與耦合旁支管之間，兩個(gè)相對(duì)布設(shè)的彈簧滑塊之間的間隙形成連通聲主波導(dǎo)和耦合旁支管的連接喉管；

通過調(diào)整兩個(gè)彈簧滑塊之間的距離實(shí)現(xiàn)連接喉管寬度的調(diào)整，且連接喉管將耦合旁支管沿著其截面徑向方向分成對(duì)稱的兩部分；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的彈簧滑塊包括彈簧和質(zhì)量塊，彈簧固定在質(zhì)量塊上，相對(duì)布設(shè)的質(zhì)量塊之間間隙形成的孔狀結(jié)構(gòu)為連接喉管；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的結(jié)構(gòu)單元以周期陣列形式排布或者以非周期陣列排布；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的聲主波導(dǎo)呈直線型或者彎曲型；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的聲主波導(dǎo)的截面呈圓形或者正方形或者長(zhǎng)方形或者三角形；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，質(zhì)量塊的橫截面呈圓形或者正方形或者長(zhǎng)方形或者三角形；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的連接喉管為開設(shè)在聲主波導(dǎo)側(cè)壁上的孔狀結(jié)構(gòu)，其截面呈圓形或正方形或者長(zhǎng)方形或者三角形；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述耦合旁支管呈直線型或者彎曲型；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述耦合旁支管的截面呈圓形或者正方形或者長(zhǎng)方形或者三角形；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的結(jié)構(gòu)單元以周期陣列形式排布或者以非周期陣列排布，周期或者非周期陣列為直線型或曲線型。

通過以上技術(shù)方案，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

我們?cè)O(shè)計(jì)了周期性的耦合波導(dǎo)，每個(gè)周期的結(jié)構(gòu)單元是一個(gè)復(fù)合波導(dǎo)；通過改變耦合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)節(jié)該結(jié)構(gòu)的諧振狀態(tài)，有助于實(shí)現(xiàn)在阻抗不匹配水-空氣界面之間的多頻點(diǎn)聲信息傳輸。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。