基于分流压电单元的PT-对称薄板弯曲波负折射及基于衍射理论的多路回反射器设计的研究

发布时间：2020-10-10 05:03

　　 本文的研究内容包含两部分。第一部分研究如何利用PT-对称结构实现弹性薄板弯曲波的负折射。同利用声子晶体或超材料实现波的负折射相比,这种基于PT-对称结构的负折射具有结构简单而且频率可调的优点。为获得可调损耗及增益单元,我们在压电单元上连接了包含串联电感和正/负电阻的分流电路,通过电谐振实现弹性波的损耗与增益。为获得满足负折射条件的PT-对称单元的结构参数,我们运用散射矩阵方法对系统的透射性质进行了研究,由此求得系统中波场的性质与结构参数的关系。本文的设计思想和方法为PT-对称结构的获得及研究提供了新的思路。本文的第二部分对完美超表面的设计方法进行了探讨,提出了一种基于凹槽平面刚性板结构的声学波回反射器。与相位梯度超表面的原理不同,文中采用光栅衍射理论对回反射器的结构进行设计,实现声波的三角度及五角度回反射器,有限元方法模拟结果表明,其反射效率均接近100%。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TB33;TB51
【部分图文】：

华南理工大学硕士学位论文来极大便利。鉴于声波和电磁波具有一些相似称系统。研究表明，当材料的弹性模量满足 声学系统也具有 PT-对称性。基于这个思想，称声学系统，结构示意图如图 1-1 所示。他们改变电路上的阻抗LZ 来调节扬声器的弹性模们构成一个 PT-对称单元。从图中可以看出，左侧进入系统后可以无损耗的从系统右侧出射量会被反射回去，这说明了该 PT-对称声学系

实现[53, 54]，它们可以让波沿和猫眼反射器[55]。图 3-1 是当光线入射到反射器上时，反且平行，这种现象被称为料立方体的截角，例如传统方体表面的镀银来实现反射型具有相似的光学性质。角线电波，还可以用来制作光于道路标记的逆向反射安全壳中，白色橡胶圆顶。我们表面表现为凹面球面镜，它具过改变单个球体的折射率来

限长凹槽板的声学回反射器的示意图，这些红色和蓝色的箭头分别表示波是我们拟设计的声学回反射器的结构示意图，它沿 x 方向具有无反射器的结构单元是两个凹槽，周期长度为a，凹槽的宽度和厚周期内凹槽的间距用 dx 来表示。图中所示的箭头为三个角度的器可以实现声波在三个方向的回反射。超表面的工作原理可根据我们知道，当波入射到一组等间距的周期窄狭缝（即光栅）上波源，这些次波源发出的波沿各个方向传播并且会相互干涉。当某一位置并且具有相同相位时，会发生干涉加强现象，否则它们通过调节凹槽的宽度及深度可以实现对反射波的控制，而如何合是我们设计的重点。我们将从光栅衍射理论出发，通过优化算法

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本文编号：2834763