一种具有可调声学超表面的多面角反射体制造技术

本发明专利技术公开了一种具有可调声学超表面的多面角反射体，属于水下工程技术领域；该多面角反射体包括上多面角反射体、下多面角反射体以及用于连接上多面角反射体、下多面角反射体的连接机构；上多面角反射体和下多面角反射体均由若干可调深度的可调声学超表面组合构成；可调声学超表面组合包括顶板，以及与顶板两侧连接的声学超表面；声学超表面为利用凹槽深度调控声波相位的陈列组合，形成多“凹”面散射结构。本发明专利技术通过遵循广义Snell定律，对多面角反射体的声学超表面的声波调控，对声波的方向偏转和强度具有一定的调控效果；声学超表面通过改变凹槽深度，灵活转换为平面，对散射声场的强度和方向灵活调控，实现多结构多域调控角反射体的散射声场。射体的散射声场。射体的散射声场。

【技术实现步骤摘要】
一种具有可调声学超表面的多面角反射体


[0001]本专利技术属于水下工程
，具体是一种具有可调声学超表面的多面角反射体。

技术介绍

[0002]水中无源目标的探测与识别依赖于主动声呐，对抗主动声纳的方式为降低目标的强度和声诱饵。声诱饵包括有源和无源两种模式。由于角反射体特殊结构，无论将角反射器视为弹性体还是刚性体，其在水中均具有较强的散射能力。现阶段角反射体只能起到干扰声场的作用，其对声波的调控效果不佳，而声学超表面这一概念恰好能够补足这一缺陷。
[0003]中国专利公开一种(申请号为：202210872113.5，公布号为：CN 115236647A)具有声学超表面的角反射器、角反射体及强度评估方法；该角反射器是由两个声学超表面体和一个平面体组合构成的“凹”面目标；所述声学超表面体上设有x个具有梯度变化的窄井单元，所述窄井单元的深度来调控声波相位；两个所述声学超表面体相互垂直组合为声学超表面二面角，两个所述声学超表面体分别与平面体垂直设置，且平面体与声学超表面体的垂直面为光滑面。
[0004]上述专利具有声学超表面的角反射器、角反射体及强度评估方法，通过对超表面的近似平板区域划分，对声学超表面快速近似计算，提高声学超表面计算速度且具有一定准确性，对于研究无源干扰角反射体组合在空间的声学特性提供具有一定准确性的方法；但是并未解决水下多域散射声场的强度和方向进行调控，从而提高角反射体的反声性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有可调声学超表面的多面角反射体，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术目的是这样实现的：一种具有可调声学超表面的多面角反射体，其特征在于：该多面角反射体包括上多面角反射体、下多面角反射体以及用于连接上多面角反射体、下多面角反射体的连接机构；
[0007]所述上多面角反射体和下多面角反射体均由若干可调深度的可调声学超表面组合组合构成；
[0008]所述可调声学超表面组合包括顶板，以及与顶板两侧连接的声学超表面；所述声学超表面为利用凹槽深度调控声波相位的陈列组合，形成多“凹”面散射结构。
[0009]优选的，所述连接机构包括上底板支架和下底板支架，上底板支架和下底板支架均设有用于连接可调声学超表面组合的十字滑槽，上底板支架和下底板支架通过插销嵌套连接。
[0010]优选的，所述可调声学超表面组合的侧面为等腰直角三角形；所述声学超表面由若干凹槽组合而成，凹槽沿着等腰直角三角形的直角边到斜边方向依次垂直设置。
[0011]优选的，所述顶板两侧均设置有滑槽，滑槽内连接有若干用于连接凹槽的第一连
接块；所述凹槽上设有与第一连接块连接的第二连接块，第二连接块的数量与第一连接块数量相同。
[0012]优选的，所述凹槽的深度范围为0～h
N
，凹槽灵活调整深度；
[0013]所述凹槽相位遵循公示为：
[0014]其中，k为波矢，h
i
为凹槽深度。
[0015]优选的，所述声学超表面包括第一声学超表面和第二声学超表面，第一声学超表面和第二声学超表面上的凹槽数量相同。
[0016]优选的，所述上底板支架包括第一底板，第一底板的上端面设有第一十字滑槽，第一底板的下端面设置有第一插销；
[0017]所述下底板支架包括第二底板，第二底板的上端面设有第二插销，第二底板的下端面设有第二十字滑槽；
[0018]所述第一插销和第二插销嵌套连接，实现上底板支架和下底板支架的连接。
[0019]优选的，所述十字滑槽为正方形结构，十字滑槽的四周边设有用于顶板的第一滑槽；所述十字滑槽包括第一十字滑槽和第二十字滑槽，第一十字滑槽设于上底板支架，第二十字滑槽设于下底板支架。
[0020]优选的，所述声学超表面的凹槽内部填充有材料，填充的材料为水、泡沫或橡胶类介质。
[0021]优选的，所述凹槽内设有若干卡块，卡块卡接有卡壳；所述卡壳通过卡接卡块的位置调节凹槽的深度。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下改进及优点：1、本专利技术通过遵循广义Snell定律，对多面角反射体的声学超表面的声波调控，从而对声波的方向偏转和强度具有一定的调控效果；同时，声学超表面通过凹槽深度改变声学结构，并灵活转换为平面，对散射声场的强度和方向进灵活调控，实现多结构多域调控角反射体的散射声场。
[0023]2、通过对凹槽部位材料填充，填充的材料可以为水、泡沫以及橡胶类介质；利用填充的材料改变多面角反射体的声场，对声波进行调控，从而进一步提高反声性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0025]图2为本专利技术的多面角反射体结构俯视示意图。
[0026]图3为本专利技术的多面角反射体结构前视示意图。
[0027]图4为本专利技术连接机构的结构示意图
[0028]图5为本专利技术顶板的结构示意图。
[0029]图6为本专利技术声学超表面结构示意图。
[0030]图7为本专利技术凹槽的结构示意图。
[0031]图8为多面角反射体模型图。
[0032]图9为f＝12kHz，不同凹槽阵列的声学超表面的目标强度计算工况示意图。
[0033]图10为f＝12kHz，θ＝0
°
，时，角反射体空气目标强度图。
[0034]图11为f＝12kHz，θ＝0
°
，时，具有声学超表面的角反射体空气目标强度图。
[0035]图12为f＝12kHz，θ＝0
°
，时，角反射体水中目标强度图。
[0036]图13为f＝12kHz，θ＝0
°
，时，具有声学超表面的角反射体空气目标强度图。
[0037]图14为十字滑槽的结构示意图。
[0038]图15为第一插销、第二插销的结构示意图。
[0039]其中，1、上多面角反射体；2、下多面角反射体；3、顶板；4、声学超表面；5、上底板支架；6、下底板支架；7、卡块；8、凹槽；9、第一底板；10、第二底板；11、第一十字滑槽；12、第二十字滑槽；13、第一插销；14、第二插销；15卡壳。
具体实施方式
[0040]以下结合附图对本专利技术做进一步概述。
[0041]如图1所示，一种具有可调声学超表面4的多面角反射体，多面角反射体包括上多面角反射体1、下多面角反射体2以及用于连接上多面角反射体1、下多面角反射体2的连接机构；上多面角反射体1和下多面角反射体2均由若干可调深度的可调声学超表面组合构成；可调声学超表面组合包括顶板3，以及与顶板3两侧连接的声学超表面4；声学超表面4为利用凹槽8深度调控声波相位的陈列组合，形成多“凹”面散射结构。
[0042]进一步，连接机构包括上底板支架5和下底板支架6，上底板支架5和下底板支架6上均设置有十字滑槽；十字滑槽包括第一十字滑槽11和第二十字滑槽12；第一十字滑槽11连接上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有可调声学超表面的多面角反射体，其特征在于：该多面角反射体包括上多面角反射体(1)、下多面角反射体(2)以及用于连接上多面角反射体(1)、下多面角反射体(2)的连接机构；所述上多面角反射体(1)和下多面角反射体(2)均由若干可调声学超表面组合构成；所述可调声学超表面(4)组合包括顶板(3)，以及与顶板(3)两侧连接的声学超表面(4)；所述声学超表面(4)为利用凹槽(8)深度调控声波相位的陈列组合，形成多“凹”面散射结构。2.根据权利要求1所述的一种具有可调声学超表面的多面角反射体，其特征在于：所述连接机构包括上底板支架(5)和下底板支架(6)，上底板支架(5)和下底板支架(6)均设有用于连接可调声学超表面(4)组合的十字滑槽，上底板支架(5)和下底板支架(6)通过插销嵌套连接。3.根据权利要求1所述的一种具有可调声学超表面的多面角反射体，其特征在于：所述可调声学超表面(4)组合的侧面为等腰直角三角形；所述声学超表面(4)由若干凹槽(8)组合而成，凹槽(8)沿着等腰直角三角形的直角边到斜边方向依次垂直设置。4.根据权利要求1所述的一种具有可调声学超表面的多面角反射体，其特征在于：所述顶板(3)两侧均设置有滑槽，滑槽内连接有若干用于连接凹槽(8)的第一连接块；所述凹槽(8)上设有与第一连接块连接的第二连接块，第二连接块为直角三角形结构；所述凹槽设与第二连接块的直角边，第二连接块的数量与第一连接块数量相同。5.根据权利要求1所述的一种具有可调声学超表面的多面角反射体，其特征在于：所述凹槽(8)的深度范围为0～h
N
，凹槽(8)灵活调整深度；所述凹槽(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭子龙，杜佳曼，昝浩，朱军超，王重凯，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：