CN109741726A - 一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，包括平行设置且相隔一定距离的上层薄板(2)和下层薄板(5)，以及设置在两层薄板之间的空气层(4)；其中，上下两层薄板之间通过一个硬质框架(3)连接为一体，同时该硬质框架(3)起到固定上下两层薄板边界的作用。本发明能够克服传统材料的缺点，实现利用超薄结构高效调节声波的反射、透射和吸收特性。在国防领域可为航天器、大飞机、潜艇等现代装备提供更加卓越声学性能的同时节约大量空间，提升我国在该领域的核心竞争力。此外，在人们生活息息相关的噪声控制领域中也有着极大的应用价值，有望降低环境噪声污染，改善人们的生活质量。

Description

一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置

技术领域

本发明属于声学超表面技术领域，具体涉及一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置。

背景技术

近20多年来，声学超材料的出现极大地拓展了声学学科的研究领域。通过引入声学共振结构可实现动态负质量密度、负体积模量、零折射率等天然材料不具备的奇特声学参数，为调控声波带来全新的自由度和极大的可能性。合理地设计并实现拥有此类特异声学参数的结构，可突破经典声学的理论限制，构造新功能声学材料并引领声学器件的革新。近五年，一种新型的超薄声人工结构——声学超表面受到了广泛的研究，相比以往提出的声学超材料，它具有超薄、平面特性和可完全操控声波波前等优势。具体来说，声学超表面是一种厚度比操纵波长低数个量级，可以实现声波完美吸收、负折射、反常反射、反常透射、波前相位任意调控等特殊物理现象的亚波长声波波前整形器件，在低频吸声、声学隐身斗篷、声学自准直及声学超透镜等方面具有重要的应用价值。

声学超表面是一种深亚波长波前整形装置，它的设计目标是在小而薄的结构空间中操纵声波，以实现波前幅值和相位的任意调控。特别地，当设计的声学超表面阵列具有完全覆盖2π范围的连续的相角分布时，该结构可以实现传统声学结构不具有的异常声波转向能力。首先是对反射声波传播方向的任意调控能力。2013年，李勇等基于迷宫结构构建了一种二维的超薄声学超表面，在理论和实验上实现了对反射声波的任意调控。该结构单元沿着声波传播方向上的整体厚度只有10mm，远小于其工作波长(190mm)。朱一凡等提出了一种无色散的波前调制方法，设计了一种亚波长由18个具有不同深度凹槽组成的褶皱形表面，可以在宽频范围内实现对反射声波的任意调控。随后，Zhao等通过改变界面处的阻抗也可以调控声波的传播相位，从而实现声波的反常反射。

除了反常反射以外，声学超表面还可以对透射波实现反常折射。利用超表面调控透射波的方法与反射波类似，通过调节透射波的传播相位，实现透射波传播方向的任意控制，同时要求基本单元的透射效率要尽可能的大，这样利用基本单元设计的声学超表面才能保证对透射波高效率的反常调控。目前，已经有不少研究者开始尝试利用声学超表面来实现反常透射功能，Xie等通过螺旋形的迷宫状结构设计了一种声学超表面结构，其整体厚度约为工作波长的一半，可以实现明显的反常折射现象。Tang等利用优化后的迷宫结构设计并制备厚度仅为工作波长的1/6.67的声学超表面结构，实现了对2250Hz透射声波的高效率的反常调控。梅军和吴莹通过改变结构单元的折射率来调节其相位，同样实现了对透射声波的任意调控。

声学超表面理论上可以对声波任意调控，因此基于超表面思想设计的很多结构可以达到对声波奇异调控的目的。例如，由亚波长亥姆霍兹共振器阵列组成的声学超表面可以对反射声波定向控制，利用超表面可以使得声波非对称传播；结合超晶胞周期性和广义反射定律，当入射角超过临界角时，用一种梯度声学超表面能够实现明显的负反射；基于声学超表面概念提出的新型超薄平面的施罗德扩散器可以实现令人满意的声漫反射，在建筑声学及其相关领域具有巨大的应用潜力；利用弹性螺旋阵列设计超表面，沿着轴向拉伸螺旋阵列可以控制带隙，从而用于设计新型声学开关；利用声学超表面相位补偿方法，可以实现声学隐身斗篷，这种斗篷设计简单，损耗小，具有一定的应用前景。

利用亚波长厚度的超表面实现高效率吸声具有广泛的应用前景。目前研究者们主要关注的是利用超表面实现对低频声的宽频带吸收。马冠聪等利用有背腔的薄膜声学超材料在低频范围内实现了完美吸声效果。Cai等利用3D打印技术构建了迷宫型声学超表面，实验上实现了完美吸声效果。Li等通过耦合不同的谐振器并产生混合谐振模式，设计出在调谐频率处声阻抗与空气相匹配的声学超表面结构，可以实现511Hz中心频率处超过99％的吸声。Zhang等利用三维单端迷宫型超表面实现声波的宽频段高效吸收，而Jimenez等利用超表面实现了完全准全向声吸收。除此之外，一些研究工作也探讨了声学超表面在声学隐身斗篷中的应用，这些研究表明迷宫型和薄膜型结构都有望实现完美吸声，为了实现这一点，反射面组成的背腔与空气的阻抗需要达到非常完美的匹配。

综上所述，现有的声学超表面都是共振腔结构，需要一个后腔，而后腔需要较硬且较厚的材料构成，以满足硬声场边界的要求。这就导致整体结构的厚度依然较大，重量也难以满足轻量化的要求。因此，采用新的结构设计方案，设计重量更轻，厚度更薄的声学超表面结构是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，包括平行设置且相隔一定距离的上层薄板和下层薄板，以及设置在两层薄板之间的空气层；其中，

上下两层薄板之间通过一个硬质框架连接为一体，同时该硬质框架起到固定上下两层薄板边界的作用。

本发明进一步的改进在于，上层薄板和下层薄板中的任意一个薄板的中心处布置有一个质量块。

本发明进一步的改进在于，上层薄板和下层薄板采用相同材料或者不同材料制成。

本发明进一步的改进在于，上层薄板采用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成，下层薄板采用尼龙材料制成，硬质框架采用光敏树脂材料制成。

本发明进一步的改进在于，上层薄板和下层薄板均为圆形薄板。

本发明进一步的改进在于，上层薄板和下层薄板的厚度范围为0.1～1mm，直径范围为20～100mm；上下两层薄板之间空气层的厚度范围为1～30mm。

本发明进一步的改进在于，质量块是塑料圆片，直径范围为4～10mm。

本发明进一步的改进在于，当上层薄板和下层薄板选择不同的材料或不同的厚度时，能够实现双各向异性声学特性，具体表现为声波从不同的薄板入射，反射系数和吸声系数截然不同，从一侧入射时为超强反射的频带内，从另一侧入射能够实现超强吸声。

本发明进一步的改进在于，当上层薄板和下层薄板之间的共振特性在频域上满足上层薄板共振，下层薄板反共振，且上下两层薄板间的空气层厚度不低于20mm时，进而实现完美吸声。

本发明进一步的改进在于，上层薄板和下层薄板采用双负等效参数设计，且该装置能够实现类似共振腔结构的波前相位任意调节，故通过选择材料参数或结构尺寸，实现负折射和反常反射功能；

通过调节反射相位，得到多个相位梯度分布的双层薄板型声学超表面装置，然后组成声学隐身斗篷。

本发明具有如下有益的技术效果：

1、两层薄板选择不同的材料或不同的厚度时，可以实现双各向异性声学特性，具体表现为声波从不同的薄板方向入射，反射系数和吸声系数截然不同，从一侧入射时为超强反射的频带内，从另一侧入射可以实现超强吸声；

2、两层薄板的共振特性在频域上满足上板共振，下板反共振，且板间空气层厚度不低于20mm时，可以实现完美吸声；

3、本发明试件通过选择适当的上下两层薄板弹性参数，这种双层板结构可以获得同时双负等效参数；

4、双层薄板结构可以实现类似共振腔结构的波前相位任意调节，故通过适当选择材料参数或结构尺寸，可以实现负折射和反常反射等功能；

5、由于反射相位可以任意调节，通过设计多个相位梯度分布的双层薄板元胞结构，可以进一步实现声学隐身斗篷的设计。

综上所述，根据本发明协同耦合双层薄板型声学超表面装置的上述特点，本发明能够克服传统材料的缺点，实现利用超薄结构高效调节声波的反射、透射和吸收特性。在国防领域可为航天器、大飞机、潜艇等现代装备提供更加卓越声学性能的同时节约大量空间，提升我国在该领域的核心竞争力。此外，在人们生活息息相关的噪声控制领域中也有着极大的应用价值，有望降低环境噪声污染，改善人们的生活质量。

附图说明

图1为协同耦合双层薄板型声学超表面装置结构图。

图2为协同耦合双层薄板型声学超表面装置的双各向异性传输特性测量结果。

图3为协同耦合双层薄板型声学超表面装置的完美吸声测量和计算结果。

图4为协同耦合双层薄板型声学超表面装置中间空气层厚度对整体结构吸声系数的影响计算结果。

图5为协同耦合双层薄板型声学超表面装置的同时双负等效参数计算结果；

图6a为协同耦合双层薄板型声学超表面装置阵列单元在1600Hz分别具有的π，π/2，0和-π/2的反射相位；图6b为1600Hz处，协同耦合双层薄板型声学超表面装置中的上层薄板具有不同半径所对应的2π范围内连续的相位分布；图6c为协同耦合双层薄板型声学超表面装置阵列单元在1480Hz分别具有的-π，-π/2，0和π/2的反射相位；图6d为1480Hz处，协同耦合双层薄板型声学超表面装置中的上层薄板具有不同杨氏模量所对应的2π范围内连续的相位分布；

图7a为利用协同耦合双层薄板型声学超表面装置实现三角形结构隐身的三维结构图；图7b为协同耦合双层薄板型声学超表面装置阵列单元为实现声学隐身在1200Hz分别具有的反射相位；图7c为在1200Hz频率附近的平面波入射下，三角形结构在有无协同耦合双层薄板型超表面隐身斗篷的声压分布云图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

(一)双各向异性声学特性

设计并制造了部分试件进行分析，试件的结构如图1所示，包括平行设置且相隔一定距离的上层薄板2和下层薄板5，以及设置在两层薄板之间的空气层4；上下两层薄板之间通过一个硬质框架3连接为一体，同时该硬质框架3起到固定上下两层薄板边界的作用，薄板的中心根据需要可以布置一个质量块1实现频率的调整。当上下两层选择不同材料的薄板时，该结构可以实现各向异性的声学特性。例如，上层薄板选择PET(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料，厚度0.2mm，直径40mm；下层薄板选择尼龙材料，厚度0.2mm，直径40mm。上下两层薄板之间空气层的厚度是10mm，连接两层薄板材料的硬质框架材料为光敏树脂。本结构中没有附加质量块。选取的薄板材料属于轻质材料，此外，薄板的厚度处于亚毫米级，从厚度看属于薄层结构。因此，该结构总体上满足了轻质的要求。

采用B&K-4206T阻抗管系统测量双层薄板型超表面在平面波垂直入射的透射系数、反射系数和吸声系数。样品在驻波管中受到宽带平面声波激励，信号的频率范围为4-1600Hz，步长为4Hz。为了更好的区分和分析测试数据，把PET薄板一侧的测试数据记为A，把尼龙薄板一侧的测试数据记为B。通过分析实验数据可知，声波从不同侧入射时，双层薄板结构的透射系数是相同的，而反射系数和吸声系数是不同的。具体来说，在测试的频率范围内，两侧的透射系数是相同的，但对于反射系数和吸声系数来说有明显的不同，在900Hz以下，两侧的反射系数和吸声系数基本是一样的，900Hz以上，A侧的反射系数小于B侧的反射系数，相应的A侧的吸声系数大于B侧的吸声系数。这说明，某些频段的入射声波从不同薄板侧入射时，双层薄板结构具有从强吸收向强反射转换的声学特性，表现出明显的双各向异性声学特性。

关于声学超材料等效理论的文献表明，当所考虑的波长远大于所设计的结构尺寸时，这种亚波长结构对声波的调控作用对入射方向不敏感，本发明的双各向异性声学特性似乎与先前的结论不一致。然而，大量的文献表明，亚波长结构对入射声波方向的不敏感只适用于那些声波从结构半空间的同一侧入射的情况，具体来说是同一侧的不同角度入射，而不包括从结构半空间的另外一侧入射的情况。从理论上讲，如果这两层薄板粘附在一起，双各向异性声学特性应该是可忽略的。这意味着当声波从不同侧薄板入射时，出现的双各向异性声反射和吸收效果是源于两层薄板之间的密封空气层。这样的密封空气层一方面可以支持两层薄板之间的相对运动，另一方面两层薄板的杂化共振使强吸声成为可能。参考文献中许多研究成果也满足这一结论。比如，梅军等通过在薄膜后方20mm处布置一块厚铝板，声波从薄膜一侧入射时，透过铝板结构的声波几乎为零，因此整体结构达到了很高的吸声系数。由于铝板结构透射系数为零，反射系数为1，因此如果声波从铝板一侧而不是薄膜一侧入射时，很显然，该结构的反射系数将为1，而吸声系数为零。事实上，当声波以不同角度从薄膜侧入射时，该结构的吸声系数和从铝板一侧入射也是完全不同的。本发明同样的体现出双各向异性的声学传输特性，声波从上层薄板一侧入射为强吸收，声波从下层薄板一侧入射为强反射。

(二)协同耦合完美吸声

以前的薄膜型超表面单元可以认为是一种特殊的组合装置，它包括三个部分：一个和入射声波同相的薄膜质量单元，一个全反射硬边界背板和一个由薄膜、刚性背板和侧壁围成的空气腔。在本发明的装置中，在设计的频率处用一种强反射的反共振声学超材料单元代替硬边界背板，设计上层薄板在入射声波下可实现同相共振，下层薄板在入射声波下实现强反射，强反射发生在下层薄板反共振的频率处。将设计的两层薄板相距一定的距离安装在刚性框架上，薄板层之间耦合了一层空气，具体结构如图1所示。上层薄板选择PET材料，厚度0.2mm，直径40mm。下层薄板选择尼龙材料，厚度0.2mm，直径40mm。两层薄板之间空气层厚度为20mm，连接两层薄板材料的硬质框架材料为硬质塑料。薄板中心附加的质量块是塑料圆片，半径为3mm，质量为100mg。

采用有限元仿真计算平面波从双层薄板结构上层薄板一侧入射的情况，并计算了单独的上层薄板和下层薄板的透射系数。计算结果表明，下层薄板的透射系数在1426Hz达到谷值，而上层薄板的透射系数达到峰值，这说明在入射声波下，下层板薄板处在反共振状态而上层薄板处在共振状态。上下层薄板的耦合共振导致整体结构在1484Hz出现了一个非常高的吸声峰值，吸声系数达到了0.98，对应的反射系数达到了谷值。双层薄板整体结构的吸声峰值是远大于单层薄板的吸声峰值的，这是由于两层薄板与薄板之间的空气层杂化共振引起了整个结构的共振吸声，并且空气层对振动板也具有附加阻抗的效果。

根据仿真计算的模型，制作了相应的实验样件，并采用B&K-4206T阻抗管系统测量了该结构在平面波垂直入射的透射系数、反射系数和吸声系数。首先测试平面波从双层薄板结构上层薄板一侧入射情况，测试的结果见图3所示，整体结构的吸声系数为A1，反射系数为R1，透射系数为T1。通过对比仿真结果和实验测试结果可知，实验中采用的上层薄板的材料参数和仿真中的不一致。因此，把仿真中的上层薄板弹性模量进行了调整，其它材料参数不变，重新计算了整体结构的吸声系数，结果为Sim-A1。调整后的计算结果和实验测试的数据吻合较好，三个吸声峰值的频率非常接近，并且第三个吸声峰处都达到了很高的吸声系数。在第一个和第二个吸声峰值处，实验数据和仿真数据对应的幅值有些不同，这是由于实验中样件的制作误差以及样件中材料参数的非线性(特别是阻尼损耗)导致的。需要说明的是，对于第三个吸声峰值，实验测试峰值频率1430Hz吸收峰值达到了0.993，仿真计算峰值频率1432Hz吸收峰值达到了0.991，因此通过实验验证了该结构对声波的完美吸收效果。在这个频率处，测试得到的反射系数低至0.079，透射系数也低至0.022。另外，为探索该结构完美吸声特性的可调性，把附加的质量块从100mg增加到200mg。实验测试调整后结构的吸声系数为A2。比较两个结构的吸声系数，附加质量块重量的增加产生了以下的变化：第一个吸声峰值的频率由377Hz降到313Hz，第二个吸声峰值的频率保持不变，第三个吸声峰值的频率由1430Hz升高到1447Hz。上述的变化说明，该结构的吸声峰值的频率是可调的，吸声系数也可以优化到完美吸声的效果。此外，还计算了双层薄板间的空气层厚度对整体结构吸声效果的影响，结果如图4所示，增加空气层的厚度从5mm到20mm，第三个吸声峰值也相应的提高。当空气层的厚度达到25mm时，该吸声频率处的幅值达到饱和状态，呈现完美吸声的效果。

(三)同时双负等效参数特性

为了获得同时双负等效质量密度和体积模量，上下两层薄板均选择用PET材料，附加的质量块调整为直径10mm，厚度1mm，质量为400mg。通过计算得到该结构的等效参数如图5所示，可以看出，除了单负的频带外，在494-596Hz的频率范围内获得了同时为负的等效质量密度和等效体积模量。为了实现同时双负等效参数，要根据结构的对称性调整单极共振和偶极共振的发生频率，这种双负参数的调节仅适用于亚波长的局域共振结构。

(四)反射相位的任意调控

本发明提供的协同耦合双层薄板结构也可以实现反射波相位覆盖2π范围的任意调控，具体的操作方式是调整结构的尺寸参数和材料参数。为实现上述2π范围内相角的连续分布，通过改变薄板的半径和上层薄板的弹性模量来调整相位分布。上层薄板的材料参数为：弹性模量125MPa，泊松比0.37，质量密度1000kg/m³；下层薄板的材料参数为：弹性模量4GPa，泊松比0.28，质量密度1000kg/m³。共设计了1#到9#共9个单元，在1600Hz处可提供-π到π的相位分布，相连两个单元之间相位差是π/4，其中，1#，3#，5#，7#和9#单元的相位分布如图6a所示。除了改变薄板的半径，其余所有的参数保持不变，相位分布和薄板半径的关系如图6b所示，可以看出，当薄板的半径从19mm增大到24mm，相位相应的从π降到-π。具体的原因是，当材料的参数保持不变时，薄板半径的改变导致了共振频率的偏移。由于设计的薄板型元胞是共振单元，相位会在共振频率处产生从-π到π的跳变，因此不同半径薄板产生的反射相位可以实现预期的相位补偿。同样还可以通过改变薄板材料参数或厚度实现相位梯度的调节，比如改变材料的弹性模量。通过选择不同的薄板弹性模量，设计了9个单元，在1480Hz处可提供-π到π的相位分布，相连两个单元之间相位差为π/4，其中，1#，3#，5#，7#和9#单元的相位分布如图6c所示。所设计的单元相位分布和弹性模量之间的关系如图6d所示，当薄板的弹性模量从46.4MPa增大到125MPa，相位相应的从-π增大到π。以上的结果充分表明，改变薄板的半径和弹性模量等参数，都可以进行覆盖2π范围内的反射相位任意调控。

(五)声学隐身斗篷

由于设计的双层薄板结构可以提供2π范围的相位补偿，因此这种结构可以用于声学隐身斗篷的设计。考虑对一个等边三角形的物体进行隐身，该三角形物体的底边长480mm，高度为120mm，具体结构如图7a所示。选择隐身斗篷的设计频率为1200Hz，在三角物体的两个斜边分别布置4个单元作为隐身覆盖层。4个单元在斜边上均布，根据计算获得每个单元所需要的相位补偿，如图7b所示，通过调整上层薄板的弹性模量获得相应的相位补偿。通过计算表明，在1200Hz附近，当平面波入射到三角形物体时，由于反射波的影响，平面波的波形被打乱；当平面波入射到布置有双层薄板型超表面覆盖层的物体时，由于超表面单元对反射波相位进行了补偿，使得平面波的波形可以得到很好的保持，隐身效果如图7c所示，达到了利用双层薄板型超表面装置实现声学隐身的效果。

根据上述数据可以看出，本发明能够达到的技术效果如下：

1、本发明中当每层薄板选择不同的材料或不同厚度时，可以实现双各向异性声学特性，具体表现为声波从不同侧的薄板入射，反射系数和吸声系数截然不同，从一侧入射时为超强反射的频带内，从另一侧入射可以实现超强吸声；

2、当两层薄板之间的共振特性在频域上满足上层薄板共振，下层薄板反共振，且板间空气层厚度不低于20mm时，可以实现完美吸声；

3、通过选择适当的上下层薄板弹性参数或结构参数，这种双层板结构可以实现同时双负等效参数；

4、通过适当选择材料参数或结构尺寸，可以实现反射声波波前相位的任意调控，进而实现负折射和反常反射等功能；

5、通过设计多个相位梯度分布的双层薄板元胞结构，可以进一步用于声学隐身斗篷的设计。

因此，根据本发明一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置的上述特点，本发明有望克服传统材料的缺点，实现利用超薄结构高效调节声波的反射、透射和吸收特性。可为航天器、飞机、列车、汽车、船舶等大型装备提供具有更加出色的声学性能的声学解决方案。在人们生活息息相关的噪声控制领域中也有着极大的应用价值，可以有效降低环境噪声污染，改善人们的生活质量等。

Claims (10)

1.一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，包括平行设置且相隔一定距离的上层薄板(2)和下层薄板(5)，以及设置在两层薄板之间的空气层(4)；其中，

上下两层薄板之间通过一个硬质框架(3)连接为一体，同时该硬质框架(3)起到固定上下两层薄板边界的作用。

2.根据权利要求1所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，上层薄板(2)和下层薄板(5)中的任意一个薄板的中心处布置有一个质量块(1)。

3.根据权利要求1或2所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，上层薄板(2)和下层薄板(5)采用相同材料或者不同材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，上层薄板(2)采用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成，下层薄板(5)采用尼龙材料制成，硬质框架(3)采用光敏树脂材料制成。

5.根据权利要求1或2所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，上层薄板(2)和下层薄板(5)均为圆形薄板。

6.根据权利要求5所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，上层薄板(2)和下层薄板(5)的厚度范围为0.1～1mm，直径范围为20～100mm；上下两层薄板之间空气层(4)的厚度范围为1～30mm。

7.根据权利要求2所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，质量块(1)是塑料圆片，直径范围为4～10mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，当上层薄板(2)和下层薄板(5)选择不同的材料或不同的厚度时，能够实现双各向异性声学特性，具体表现为声波从不同的薄板入射，反射系数和吸声系数截然不同，从一侧入射时为超强反射的频带内，从另一侧入射能够实现超强吸声。

9.根据权利要求1或2所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，当上层薄板(2)和下层薄板(5)之间的共振特性在频域上满足上层薄板(2)共振，下层薄板(5)反共振，且上下两层薄板间的空气层(4)厚度不低于20mm时，进而实现完美吸声。

10.根据权利要求1或2所述的一种协同耦合双层薄板型声学超表面装置，其特征在于，上层薄板(2)和下层薄板(5)采用双负等效参数设计，且该装置能够实现类似共振腔结构的波前相位任意调节，故通过选择材料参数或结构尺寸，实现负折射和反常反射功能；

通过调节反射相位，得到多个相位梯度分布的双层薄板型声学超表面装置，然后组成声学隐身斗篷。