[发明专利]一种宽频编码声学超表面结构及其制作方法和使用方法

权利要求书

1.一种宽频编码声学超表面结构，其特征在于，包括声波反射基体，声波反射基体的反射表面上开有若干等间距矩阵排列的凹槽，部分或全部凹槽内插接有设有螺旋叶片的柱状体，螺旋叶片的轴线垂直于凹槽的底面，凹槽与柱状体插接配合。

2.根据权利要求1所述的宽频编码声学超表面结构，其特征在于，柱状体包括圆柱轴及以其为芯轴的一对螺旋叶片，一对螺旋叶片以圆柱轴的轴线为中心，中心对称设置。

3.根据权利要求1所述的宽频编码声学超表面结构，其特征在于，柱状体沿螺旋叶片的轴线方向投影为正方形。

4.根据权利要求3所述的宽频编码声学超表面结构，其特征在于，柱状体沿螺旋叶片的轴线方向投影边长为8～120mm，其圆柱轴的直径为2～20mm，螺旋叶片的轴线方向长度为8～120mm，螺旋叶片的厚度为0.7～2.5mm，螺旋叶片的螺距为8～150mm。

5.根据权利要求1所述的宽频编码声学超表面结构，其特征在于，声波反射基体及柱状体均由硬质材料制成。

6.一种权利要求1至5任一所述的宽频编码声学超表面结构的制作方法，其特征在于，分别制作声波反射基体和设有螺旋叶片的柱状体，在声波反射基体的反射表面上开有若干等间距矩阵排列的凹槽，在部分或全部凹槽内插接柱状体，使螺旋叶片的轴线垂直于凹槽的底面，使凹槽与柱状体插接配合。

7.根据权利要求6所述的宽频编码声学超表面结构的制作方法，其特征在于，柱状体采用3D打印方法制作。

8.根据权利要求6所述的宽频编码声学超表面结构的制作方法，其特征在于，凹槽排列成M行N列的矩阵，M≥5，N≥1。

9.根据权利要求6所述的宽频编码声学超表面结构的制作方法，其特征在于，对应不同的频率范围调节柱状体高度及与之匹配的凹槽深度，使凹槽内插有柱状体与未插有柱状体的两种状况下，声波反射相位差接近180度。

10.一种权利要求1至5任一所述的宽频编码声学超表面结构的使用方法，其特征在于，设凹槽内插有柱状体时相位编码为1，凹槽内未插有柱状体时相位编码为0；通过调整相位编码序列的排布来实现定向波束及声聚焦。