深亚波长尺度的三维超薄声准直器件

作者：王昊泽; 钱宇航; 胡洁^*

来源：声学技术, 2023, 42(01): 8-11.

DOI：10.16300/j.cnki.1000-3630.2023.01.002

• 三维人工结构
• 声准直
• F-P共振
• 亥姆霍兹共振器

文章提出了一个以空气为背景介质、具有强指向性的三维超薄人工结构。该结构包含一个中心螺旋结构，结构上下两侧刻有呈米字型排列的亥姆霍兹共振腔(Helmholtz Resonator, HR)凹槽阵列。中心螺旋结构降低了结构厚度，使整体结构厚度仅为入射波长的1/10，同时延长了声波的传播距离，实现了低频处的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)共振。两侧HR凹槽阵列将散射声波转换为束缚在结构表面的声表面波，通过声表面波和F-P共振产生的透射声波的耦合实现了声波的准直发射。仿真结果证明该准直低频声束在透射端自由声场的传播距离大于15个入射波长。该三维器件在深亚波长尺度实现了高指向性声辐射，有望广泛应用于噪声控制及电声设计等领域。

• 单位
  南京林业大学