跨介质声学超构透镜

隔水传声增强30 dB

通过梯度阻抗匹配在水-气界面同时实现宽带声穿透增强与声束聚焦，为跨介质声通信提供关键器件。

Chengxiang, Du · Yang, Yang · Du, Pengyu · 胡桥 · 黄占东 · Fuyin, Ma

Thin-Walled Structures 2025

参数信息

平均声能穿透增强

30 dB

声束长度

0.4 m

工作带宽

700 Hz

技术优势

穿透增强超过30 dB

通过梯度阻抗匹配，在宽带范围内大幅降低界面反射，使声能穿透效率提升三个数量级。

宽带工作

在700 Hz带宽内均保持稳定的高穿透效率，无需针对单一频率调谐。

兼具聚焦能力

与聚焦透镜串联集成后，可同时实现穿透增强和声束聚焦，声束长度超过0.4 m。

应用场景

• 水声通信：在水-气界面处安装该透镜，可大幅增强声波从水到空气的透射，提高跨介质通信效率。
• 超声成像：增强的声穿透与聚焦能力可用于提高超声成像在跨介质场景下的分辨率和信噪比。
• 海洋监测：帮助水下传感器将声信号有效传递到空气中，便于岸边或空中平台监测海洋环境。
• 声学传感：作为前置匹配元件，可提高声学传感器对跨界声信号的灵敏度。