利索能及
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专利号: 2022106852283
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,包括按层排布在物体外侧的多个声学超材料单元;其特征在于:所述的多个声学超材料单元按层排布,且外层的多个声学超材料单元按照环形分布,形成声波聚焦透镜;所述的声学超材料单元为X型超材料固体结构;X型超材料固体结构的等效质量密度和弹性模量呈各向异性分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:所述的X型超材料固体结构的等效质量密度和弹性模量分布为:‑1

其中,B表示弹性模量,B 为B的倒数,Bb为介质的模量, 为介质模量的倒数;ρφ为角方向质量密度,ρr为径向方向上的质量密度;ri为媒质内半径,r为超材料单元所围成的半径,ro为媒质外半径,上式中,ri、r、ro需满足ri<r<ro的条件。

3.根据权利要求1所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:所述的X型超材料固体结构的中心为空心的正方形结构,正方形的四角处设置有沿对角线向外延伸的四条边,使得X型超材料固体结构形成旋转对称结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:

所述X型超材料固体结构的长度为d,且每一层的X型超材料固体结构的长度d相同,不同层的X型超材料固体结构的长度d可调;所述X型超材料固体结构的位置排布和等效声学参数使声波作用在装置正交方向上时,使得环形声波聚焦透镜所在区域呈现的等效折射率不同。

5.根据权利要求4所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:所述X型超材料固体结构的厚度为t,正方形中部空心处的边长为c;X型超材料固体结构的四条边,四条边中每条边的总厚度为f;所述四条边的中间均设置有与正方形空心处连通的开口,开口的宽度为s。

6.根据权利要求5所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:所述X型超材料固体结构的厚度t为1毫米,正方形中部空心处的边长c为2.4毫米;X型超材料固体结构的四条边,四条边中每条边的总厚度f为2.5毫米;所述四条边的中间均设置有与正方形空心处连通的开口,开口的宽度s为0.5毫米;所述X型超材料固体结构的长度d的可调节范围为2.5毫米至10毫米。

7.根据权利要求1、2、3、5、6所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:所述声学超材料单元采用ABS或光敏树脂为原材料。

8.根据权利要求1、2、3、5、6所述的一种基于变换声学的环形声波聚焦透镜,其特征在于:所述声学超材料单元的固体结构采用3D打印技术加工制成。