本申請(qǐng)涉及聲透鏡領(lǐng)域，尤其是涉及到一種基于聚焦技術(shù)的水下聲透鏡。

背景技術(shù)：

1、聲波是一種機(jī)械波，由物體振動(dòng)產(chǎn)生，并通過(guò)各種介質(zhì)進(jìn)行傳播。水下超聲探測(cè)是一種利用超聲波在水中的傳播特性來(lái)進(jìn)行水下目標(biāo)定位、形狀識(shí)別、結(jié)構(gòu)檢測(cè)和介質(zhì)特性分析的技術(shù)。它作為水下探測(cè)的一項(xiàng)重要技術(shù)，已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，但水下環(huán)境較為復(fù)雜，而且水對(duì)于聲波也有一定的吸收和消耗作用，會(huì)影響探測(cè)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于聚焦技術(shù)的水下聲透鏡，包括透鏡結(jié)構(gòu)以及設(shè)置于所述透鏡結(jié)構(gòu)外的外圍擋板；所述透鏡結(jié)構(gòu)包括側(cè)面以及相對(duì)設(shè)置的第一端面和第二端面，所述第一端面為平面結(jié)構(gòu)，所述第二端面為內(nèi)凹的曲面結(jié)構(gòu)，所述側(cè)面與所述外圍擋板連接；

2、其中，所述透鏡結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)水下聲波的聚焦，所述外圍擋板用于遮擋聲波，減少聲波從所述透鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)逸散。

3、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的上述水下聲透鏡，還可以具有以下附加技術(shù)特征：

4、在上述技術(shù)方案中，可選地，所述透鏡結(jié)構(gòu)的材料的聲阻抗為水聲阻抗的0.5倍至2倍。

5、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述透鏡結(jié)構(gòu)的材料的聲速大于水聲速的1.4倍，或小于水聲速的0.7倍；或者，透鏡結(jié)構(gòu)材料的聲速c≥2100m/s，或c≤1071m/s。

6、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述外圍擋板的材料為無(wú)吸聲或無(wú)消聲的材料；所述外圍擋板的材料的聲阻抗不低于107kg·m-2·s-1。

7、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述水下聲透鏡的直徑為d，所述外圍擋板的寬度為r1，所述透鏡結(jié)構(gòu)的所述第一端面的半徑為r2，則有d＝2r1+2r2。

8、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述外圍擋板的寬度r1不小于λ/3，其中λ為水下聲波波長(zhǎng)，λ＝1500/f，f為聲波頻率。

9、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述外圍擋板的高度與所述第二端面的最大高度相等。

10、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述第二端面的截面為u型曲線，所述u型曲線上包括2n+1個(gè)擬合點(diǎn)，相鄰兩個(gè)擬合點(diǎn)之間的橫向距離相等，n大于或等于1；

11、所述u型曲線上中間擬合點(diǎn)的位置與聚焦焦點(diǎn)的位之間的距離大于5倍的水下聲波波長(zhǎng)。

12、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，第i個(gè)擬合點(diǎn)的高度為hi，第i個(gè)擬合點(diǎn)的相位為其中，p、q為常數(shù)。

13、在上述任一技術(shù)方案中，可選地，所述聚焦焦點(diǎn)的位置調(diào)整后，通過(guò)調(diào)整所述u型曲線上除中間擬合點(diǎn)以外的其他擬合點(diǎn)的高度完成聚焦。

14、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，水下聲透鏡包括透鏡結(jié)構(gòu)和外圍擋板，透鏡結(jié)構(gòu)包括側(cè)面以及相對(duì)設(shè)置的第一端面和第二端面，第一端面為平面結(jié)構(gòu)，可以理解為透鏡結(jié)構(gòu)的底面，第二端面為內(nèi)凹的曲面結(jié)構(gòu)，可以理解為透鏡結(jié)構(gòu)的上表面，側(cè)面與外圍擋板緊密連接。其中，透鏡結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)水下聲波聚焦的功能，外圍擋板用于遮擋聲波，防止聲波能量從透鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)逸散。本申請(qǐng)聲透鏡聚焦后的聲波能量強(qiáng)度較高，利于進(jìn)行水下探測(cè)、通信等各種作業(yè)。并且，本申請(qǐng)聲透鏡滿足輕量化、小型化需求，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，簡(jiǎn)化安裝和維護(hù)。

15、上述說(shuō)明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種基于聚焦技術(shù)的水下聲透鏡，其特征在于，包括透鏡結(jié)構(gòu)以及設(shè)置于所述透鏡結(jié)構(gòu)外的外圍擋板；所述透鏡結(jié)構(gòu)包括側(cè)面以及相對(duì)設(shè)置的第一端面和第二端面，所述第一端面為平面結(jié)構(gòu)，所述第二端面為內(nèi)凹的曲面結(jié)構(gòu)，所述側(cè)面與所述外圍擋板連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下聲透鏡，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下聲透鏡，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下聲透鏡，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于聚焦技術(shù)的水下聲透鏡，涉及聲透鏡領(lǐng)域?；诰劢辜夹g(shù)的水下聲透鏡包括透鏡結(jié)構(gòu)以及設(shè)置于透鏡結(jié)構(gòu)外的外圍擋板；透鏡結(jié)構(gòu)包括側(cè)面以及相對(duì)設(shè)置的第一端面和第二端面，第一端面為平面結(jié)構(gòu)，第二端面為內(nèi)凹的曲面結(jié)構(gòu)，側(cè)面與外圍擋板連接；其中，透鏡結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)水下聲波的聚焦，外圍擋板用于遮擋聲波，減少聲波從透鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)逸散。本申請(qǐng)聲透鏡聚焦后的聲波能量強(qiáng)度較高，利于進(jìn)行水下探測(cè)、通信等各種作業(yè)。并且，本申請(qǐng)聲透鏡滿足輕量化、小型化需求，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，簡(jiǎn)化安裝和維護(hù)。

技術(shù)研發(fā)人員：倪金閆,張馳,李亞璇,楊學(xué)志,徐佳璨,張羽,丁宇軒,李佳居,黎鍵,欒婷婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9