张　军，陈　鹏，陈正武，赵　云，曾新吾

(1.中国空气动力研究与发展中心 气动噪声控制重点实验室，四川 绵阳　621000；2.国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙　410073)



抛物面镜球面波反射声场特性的理论研究

张军1，陈鹏1，陈正武1，赵云2，曾新吾2

(1.中国空气动力研究与发展中心 气动噪声控制重点实验室，四川 绵阳621000；2.国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙410073)

根据Kirchhoff-Helmholtz声衍射理论，独立推导了沿抛物面镜轴线的球面波反射声场的时域理论解。基于理论解预测近场反射波中存在三种子波，即“中心波”、“边缘波”和“尾波”，中心波的相位与边缘波和尾波相反。远场反射波与声源波形的导数形式相同，声压幅值和传播距离成反比而与声波频率成正比。以典型的正弦波为例给出了反射声场的演化形成过程，并通过COMSOL软件进行数值模拟验证了三种子波的存在及理论解的正确性。最后研究了球面波反射声场的特性，如果抛物面镜的口径固定，则存在一个最优的深焦比参数d/zF=3.92使得远场的反射波声功率密度最大。

抛物面镜；球面声波；反射声场

抛物面镜具有特殊的几何性质，平行射线经抛物面反射后将会聚焦或者从焦点发出的射线经抛物面反射后将成为平行射线。因此，抛物面镜多被用作信号的接收器或发射器，例如在工程上常使用抛物面天线来接收电磁波信号以提高信噪比，或者将抛物面镜作为高能激光的中继镜以提高机载激光器的传输距离[1]。在声学领域，抛物面镜本质上属于一种曲面声障板，常规换能器使用声障板可以提高声波的发射效率。……