[发明专利]一种声波发射装置及系统

说明书

本发明提供一种声波发射装置及系统，该装置包括压力波源和与其连接的热声发动机；压力波源用于产生声波，热声发动机用于增强声波的声压。压力波源和热声发动机通过连接管连接，热声发动机由依次连接的室温换热器、回热器、加热器和谐振管构成。声波发射系统包括两组阵列布置的声波发射装置，两组声波发射装置协同作用发射次声波。本发明提供的声波发射装置及系统，将热声发动机与压力波源连接，对压力波能量进行放大，将热声发动机加热器的热能转化为机械能，使声波的声压得到增强，相比于传统声波发射装置直接利用压力波源作为声波武器，本发明利用了热声发动机的热功转换特性加强了声波的声压，提高了声波发射装置的作用距离和威力。

技术领域

本发明涉及声波发射技术领域，特别涉及一种声波发射装置及系统。

背景技术

声音是由物理振动而产生的机械波，其频率和强度的变化会使人体产生明显的主观感受或印象。声学武器正是利用这种特点，通过定向发射声波来达到驱散、拒止甚至杀伤敌方目标人员的目的。按照声波频率的不同，一般可将声学武器分为次声波发射装置(＜20Hz)、强声波发射装置(20Hz～20kHz，人耳的听觉音频范围)和超声波发射装置(＞20kHz)。其中，由于在空气中具有较明显的衰减现象，超声波发射装置的实用化进程受到诸多限制。目前的发展重点是强声波发射装置和次声波发射装置。

强声波武器是一种非致命性武器，它通过高声压级强声阵列产生高定向性和高强度的声波束攻击敌方人员，使之遭受听觉刺激逃离目标区域或一段时间内丧失行动作战能力，以达到为保护争端领土、军事基地、重要基础设施而强行驱散或拒止来犯人员的目的。另外，强声波发射装置还可以实现远距离话音传输，因此也是心理战中警告、威慑、规劝人群的有效手段。目前，强声波发射装置技术成熟度较高，包括陆基、车载、舰载等多种产品形态，广泛应用于警戒防卫、反恐防暴、处突维稳、海上维权缉私等多个领域。

次声波武器的原理是利用次声波与人体生理系统共振后产生的不良影响来打击敌方人员，其特点是隐蔽性好(人耳无法察觉)、作用距离远、穿透能力强。根据频率的不同，次声波发射装置的攻击机理也不同，可以分为“神经型”和“器官型”两类。“神经型”次声波发射装置的频率(8－12Hz)与人脑阿尔法节律很接近，因此其共振攻击的人体部位是大脑，会导致目标人员的不安、恶心、头晕甚至是神经错乱、昏厥休克。“器官型”次声波发射装置则是通过发射与人体内脏器官固有频率相近的共振次声波(4～18Hz)，引起目标人员恶心呕吐、呼吸异常、内脏损伤甚至是血管破裂、当场死亡。

当前用于反恐的声波武器主要是利用压电材料在通电时的变形特性来产生声波，这种声波发生方式产生的声波强度受到材料的制约，声压不足，使声波武器作用距离和威力也受到影响。

发明内容

本发明为解决现有技术声压不足的缺陷，提供一种声波发射装置及系统。

一方面，本发明提供一种声波发射装置，包括压力波源和与其连接的热声发动机；所述压力波源用于产生压力波，所述压力波以声波的形式传播，所述热声发动机用于将装置中的热能转化为机械能，增加所述声波的能量，从而增强其声压。

其中，所述压力波源和热声发动机通过连接管连接。

其中，所述热声发动机由依次连接的室温换热器、回热器、加热器和谐振管构成。

其中，所述谐振管一端与所述加热器连接，另一端连接喇叭口。

其中，所述压力波源为压电材料、活塞或扬声器。

其中，所述连接管的长度小于声波波长的1/8。

其中，所述连接管和喇叭口之间连接多个所述热声发动机。

另一方面，本发明还提供一种声波发射系统，包括多个声波发射装置，多个声波发射装置并排布置形成阵列。

其中，所述多个声波发射装置分为两组，两组声波发射装置采用不同的工作频率。