[发明专利]基于对称介质表面的目标声散射隐身覆盖层及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于对称介质表面的目标声散射隐身覆盖层及其实现方法。所述覆盖层覆盖于待隐身目标的表面，所述覆盖层由多个第一介质板块和多个第二介质板块交错拼接组成；所述第一介质的声阻抗r₁和第二介质的声阻抗r₂满足条件：r₁r₂＝r²；其中r为目标所处空间介质的声阻抗。本发明提供的目标声散射隐身覆盖层对覆盖层介质的外形没有特殊要求，对介质参数的要求宽泛，具有结构简单，声学材料选取便捷，同时不受入射声方位角、工作频率限制的优点，能够实现目标在远场区域的声散射隐身。

技术领域

本发明属于目标声散射隐身技术领域，具体涉及一种基于声阻抗对称介质的目标声散射隐身覆盖层。

背景技术

常规的声隐身技术是在待隐身目标上敷设吸音覆盖层，用于吸收主动声呐的探测声波，从而降低被探测到的几率。目前通常采用吸音空腔或吸音尖劈来实现吸音。吸音空腔是通过空腔结构来改变声波在覆盖层中的传播路径，使得声能量能够更多地被吸收；如申请号为201810263745.5的中国专利文献公开了一种基于阻抗渐变型的组合空腔型声学覆盖层，其采用多层组合空腔的方式来改善覆盖层的吸声性能。吸音尖劈由尖劈和基座两部分构成，可以使入射于界面的声波在一定频率范围内被完全吸收。申请号为201210130528.1的中国专利文献公开了一种具有共振吸声结构的多层吸声尖劈，其通过改进尖劈结构和多层吸声材料的特性阻抗实现了对截止频率限制的声波的吸收。随着声学探测感知技术向低频、多基地、全方位、多方向探测的发展，传统的基于吸音空腔和吸音尖劈的声隐身技术会受到声源入射角度和工作频率的影响，无法实现宽频吸声，从而面临越来越严峻的挑战。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于对称介质表面的目标声散射隐身覆盖层，以及实现方法，该隐身覆盖层不受入射声方位角和工作频率限制，能够实现宽频吸声。

技术方案：本发明一方面公开了一种基于对称介质表面的目标声散射隐身覆盖层，所述覆盖层覆盖于待隐身目标的表面，所述覆盖层由多个第一介质板块和多个第二介质板块交错拼接组成；所述第一介质的声阻抗r₁和第二介质的声阻抗r₂满足条件：r₁r₂＝r²；其中r为目标所处空间介质的声阻抗。

优选地，所述第一介质板块和第二介质板块形成的区域块的最大线度L满足条件：

其中D为隐身区域与目标之间的最小距离；λ为声波在目标所处空间介质中的波长。

所述多个第一介质板块和多个第二介质板块的拼接结构为如下结构中的任一种：正方形网格拼接、矩形条纹拼接、波浪条纹拼接、折线条纹拼接。

另一方面，本发明还公开了上述目标声散射隐身覆盖层的实现方法，包括：

计算目标所处空间介质的声阻抗r；

根据r₁r₂＝r²确定第一介质的声阻抗r₁和第二介质的声阻抗r₂，并确定第一介质和第二介质的材料；

设计多个第一介质板块和多个第二介质板块交错拼接的声散射隐身覆盖层。

作为一种改进，上述方法还包括：根据隐身区域与目标之间的最小距离D、声波在目标所处空间介质中的波长λ，确定第一介质板块和第二介质板块形成的区域块的最大线度L：

第一介质板块和第二介质板块交错拼接的结构满足最大线度小于L。