梯度阻抗匹配层实现宽频水-空气声传输
摘要：水-空气界面上的高效声音传输一直是海洋探索领域的期望。然而，现有研究主要集中在基于共振的窄带传输上，这大大限制了传输能力和效率。在这里，我们结合了基于空气和水的元流体，实现了用于宽带水-空气声音传输的指数梯度阻抗匹配层。通过协同调整匹配层中的声速和厚度，在合理范围内调制了每层所需的声学参数，这可以通过所提出的元流体方便地实现。我们在水槽中构建了一个匹配层样本并进行了验证。实验结果表明，所提出的匹配层可以在880Hz至1760Hz的范围内实现平均声能传输增强超过16.7dB的水-空气界面。此外，我们使用所提出的匹配层在空气到水的传输中展示了多彩图片传输，显示出极高的通信能力和准确性。我们的工作对基于水-空气传输的更多应用具有潜力，并为极端阻抗匹配情况的设计和实施开辟了一条新途径。
作者：Ping Zhou, Han Jia, Yafeng Bi, Yunhan Yang, Yuzhen Yang, Peng Zhang, Jun Yang
论文ID：2305.07896
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-05-16