跨介质的水-气声通讯能高效完结吗?我国科研团队最新完结的一项声学超资料结合研讨效果给出了必定的答案。
记者7日从我国科学院声学研讨所得悉,该所噪声与音频声学试验室博士研讨生周萍及其导师杨军研讨员、贾晗研讨员等展开协作研讨,初次将空气中的超资料和水中的空心构型声学超资料结合,完结从水到空气的阻抗空隙,并规划出宽频水-气阻抗匹配层,经过仿真和试验验证了该匹配层在宽频规模内的声透射增强作用,以此来完结高效的跨介质的水-气声通讯。
由我国科研团队完结的这项声学研讨范畴严重突破效果论文,近来在国际专业学术期刊《使用物理通讯》(Applied Physics Letter)被主编选为特征文章宣布,并获美国物理学联合会《科学之光》周刊推介报导。
据科研团队介绍,随人类对海洋国际的探究与开发,完结水气间的跨介质通讯变得十分重要。因为声波在水和空气中均可以远距离传达,因而被认为是完结水-气跨介质通讯最可行的载体。但是,因为水和空气之间有巨大的阻抗差异,当声波直接入射到水-气界面时,仅有0.1%的声能量能透过界面传达,这给依据声波的水-气通讯带来非常大的应战。以往针对水-气传输的研讨根本约束在依据共振的窄带声响传输,这大大约束了通讯容量和功率。
为完结高效的水-气声通讯,科研团队首要经过协同调理梯度匹配层中的声速和厚度,将每一层的声学参数调理到一个可完结的规模,并使用空气中的超资料和水中的空心构型超资料完结指数分布的水-气梯度阻抗匹配层。
随后,科研团队制作出匹配层样品,在水槽中别离测试了有无匹配层下的能量透射,依据成果得出,其所规划的匹配层能在880至1760赫兹(Hz)规模内,完结均匀16.7分贝(dB)的声能量透射增强。
本项研讨中,该团队进一步将声学所的所徽图画经过频分复用的方法编码在匹配层的透射频带内进行传输,图画以13个通道进行并行传输,传输准确率到达99.95%,完结了水和空气间的高容量准确通讯。
科研团队表明,他们这项研讨工作中所完结的依据宽带阻抗匹配的水-气声通讯,关于海洋勘探、海洋生物成像以及海洋网络构建等很多范畴具有极端严重使用远景。(完)