梯度阻抗匹配层实现宽带水-空气声传输
应用物理
2023-05-16 v1
摘要
高效的水-空气界面声传输一直是海洋探测领域所期望的。然而，现有研究主要集中于基于共振的窄带传输，这极大限制了传输容量与效率。此处，我们结合基于空气与基于水的超流体来实现用于宽带水-空气声传输的指数梯度阻抗匹配层。通过协同调节匹配层中的声速与厚度，我们将各层所需声学参数调制至合理范围，这可由所提出的超流体便捷实现。构建了一个匹配层样品并在水槽中验证。实验结果表明，所提出的匹配层在880Hz至1760Hz范围内跨水-空气界面可实现平均声能传输增强高于16.7dB。此外，我们利用所提出的匹配层演示了从空气到水的多色图像传输，展现出极高的通信容量与精度。我们的工作有望用于更多基于水-空气传输的应用，并为极端阻抗匹配情形的设计与实现开辟新途径。
引用
@article{arxiv.2305.07896,
title = {Gradient Impedance Matching Layers Enable Broadband Water-Air Sound Transmission},
author = {Ping Zhou and Han Jia and Yafeng Bi and Yunhan Yang and Yuzhen Yang and Peng Zhang and Jun Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.07896},
year = {2023}
}