一种具有宽频声波转向功能的超表面结构和声波转向器

1.本发明属于声学技术领域，具体涉及一种具有宽频声波转向功能的超表面结构和声波转向器。


背景技术：

2.声波超材料作为一种亚波长尺度的声人工结构，可带来许多新奇的物理效应，在降噪、隔震、隔声、隐身、医学超声成像以及新型声波器件设计等方面均具有重大的应用前景。经过微结构的巧妙设计，可以实现对波动性能的调控，在航天航空、国防装备和建筑等领域均具有广阔的应用前景。
3.然而，发明人发现了现有的声波器件：1)不能满足宽频的相位需求；2)不能实现特定角度的宽频声波偏转；3)不能满足特定的波控需求；4)难以实现超表面器件的系统、高效和定制化设计。
4.因此，亟需一种新型的超表面结构以及一种新型的宽频声波转向器以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种具有宽频声波转向功能的超表面结构，其对入射平面波具有稳定可靠的偏转性能，可以使透射声波在宽频范围内保持一定的偏转角度。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种具有宽频声波转向功能的超表面结构，包括侧板、第一立板、第二立板和第三立板，所述侧板分别与所述第一立板、所述第二立板和所述第三立板垂直，所述第一立板、所述第二立板和所述第三立板相互平行，所述侧板、所述第一立板和所述第二立板围成第一空腔结构，所述侧板、所述第二立板和所述第三立板围成第二空腔结构，所述第二空腔结构的内壁设置有若干个形状不规则的用于使声波发生偏转的超表面单元，若干个所述超表面单元均设置于所述侧板。
8.进一步地，所述第二空腔结构的内壁设置有第一超表面单元、第二超表面单元、第三超表面单元、第四超表面单元、第五超表面单元、第六超表面单元和第七超表面单元，所述第一超表面单元、所述第二超表面单元、所述第三超表面单元设置于所述第二立板，所述第四超表面单元、所述第五超表面单元设置于所述第三立板，所述第六超表面单元、所述第七超表面单元设置于所述第二立板和所述第三立板之间，所述侧板、所述第二立板、所述第三立板和若干个所述超表面单元一体成型，从而促使透射声波发生定向的偏转。
9.进一步地，所述第一超表面单元的体积为a1，所述第二超表面单元的体积为a2，所述第三超表面单元的体积为a3，所述第四超表面单元的体积为a4，所述第五超表面单元的体积为a5，所述第六超表面单元的体积为a6，所述第七超表面单元的体积为a7，所述第二空腔结构的体积为a8，分别满足关系式：a8/a1＝300；85<a8/a2<86；154<a8/a3<155；a8/a4＝96；70<
a8/a5<71；184<a8/a6<185；533<a8/a7<544，从而使得透射声波产生15～25
°
的定向偏转。
10.进一步地，所述超表面结构还包括与所述第三立板平行的第四立板，所述第四立板垂直于所述侧板，所述侧板、所述第三立板和所述第四立板围成第三空腔结构，所述第三空腔结构的内壁设置有第八超表面单元、第九超表面单元、第十超表面单元、第十一超表面单元、第十二超表面单元和第十三超表面单元，所述第八超表面单元、所述第九超表面单元、所述第十超表面单元设置于所述第三立板，所述十一超表面单元、所述第十二超表面单元设置于所述第四立板，所述第十三超表面单元设置于所述第三立板和所述第四立板之间。
11.进一步地，所述第八超表面单元的体积为b1，所述第九超表面单元的体积为b2，所述第十超表面单元的体积为b3，所述十一超表面单元的体积为b4，所述第十二超表面单元的体积为b5，所述第十三超表面单元的体积为b6，所述第三空腔结构的体积为b7，分别满足关系式：b7/b1＝32；b7/b2＝1200；b7/b3＝192；117<b7/b4<118；28<b7/b5<29；b7/b6＝1200。
12.进一步地，所述超表面结构还包括与所述第四立板平行的第五立板，所述第五立板垂直于所述侧板，所述侧板、所述第四立板和所述第五立板围成第四空腔结构，所述第四空腔结构的内壁设置有第十四超表面单元、第十五超表面单元、第十六超表面单元、第十七超表面单元、第十八超表面单元和第十九超表面单元，所述第十四超表面单元设置于所述第四立板和所述第五立板之间，所述第十五超表面单元、所述第十六超表面单元、所述第十七超表面单元设置于所述第四立板，所述第十八超表面单元、所述第十九超表面单元设置于所述第五立板。
13.进一步地，所述第十四超表面单元的体积为c1，所述第十五超表面单元的体积为c2，所述第十六超表面单元的体积为c3，所述第十七超表面单元的体积为c4，所述第十八超表面单元的体积为c5，所述第十九超表面单元的体积为c6，所述第四空腔结构的体积为c7，分别满足关系式：82<c7/c1<83；16<c7/c2<17；85<c7/c3<86；c7/c4＝192；123<c7/c5<124；16<c7/c6<17。
14.进一步地，所述超表面结构还包括与所述第五立板平行的第六立板，所述第六立板垂直于所述侧板，所述侧板、所述第五立板和所述第六立板围成第五空腔结构，所述第五空腔结构的内壁设置有第二十超表面单元、第二十一超表面单元和第二十二超表面单元，所述第二十超表面单元设置于所述第五立板，所述第二十一超表面单元、所述第二十二超表面单元设置于所述第六立板，所述第二十超表面单元的体积为d1，所述第二十一超表面单元的体积为d2，所述第二十二超表面单元的体积为d3，所述第五空腔结构的体积为d4，分别满足关系式：13<d4/d1<14；12<d4/d2<13；24<d4/d3<25。
15.进一步地，所述超表面结构还包括与所述第六立板平行的第七立板，所述第七立板垂直于所述侧板，所述侧板、所述第六立板和所述第七立板围成第六空腔结构，所述第六空腔结构的内壁设置有第二十三超表面单元、第二十四超表面单元和第二十五超表面单元，所述第二十三超表面单元设置于所述第六立板，所述第二十四超表面单元、所述第二十五超表面单元设置于所述第七立板，所述第二十三超表面单元的体积为e1，所述第二十四超表面单元的体积为e2，所述第二十五超表面单元的体积为e3，所述第六空腔结构的体积为e4，分别满足关系式：12<e4/e1<13；7<e4/e2<8；19<e4/e3<20。
16.进一步地，第一立板、第二立板、第三立板的长度均为l，l的取值范围为0.1～
第二十五超表面单元。
具体实施方式
30.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
34.实施例1
35.如图1～7所示，一种具有宽频声波转向功能的超表面结构，包括侧板1、第一立板2、第二立板3和第三立板4，侧板1分别与第一立板2、第二立板3和第三立板4垂直，第一立板2、第二立板3和第三立板4相互平行，侧板1、第一立板2和第二立板3围成第一空腔结构5，侧板1、第二立板3和第三立板4围成第二空腔结构6，第二空腔结构6的内壁设置有若干个形状不规则的用于使声波发生偏转的超表面单元，第二空腔结构6的内壁包括第二立板3的下表面、第三立板4的上表面和侧板1的前表面，若干个超表面单元均设置于侧板1的前表面，第一立板2、第二立板3、第三立板4的长度l均为12cm，第一立板2和第二立板3之间的高度h为4cm，第二立板3和第三立板4之间的高度也为4cm，第一立板2、第二立板3、第三立板4的宽度相等，宽度均为4.1cm，第二空腔结构6的体积为196.8cm3。
36.第二空腔结构6的内壁设置有第一超表面单元101、第二超表面单元102、第三超表面单元103、第四超表面单元104、第五超表面单元105、第六超表面单元106和第七超表面单元107，入射平面波从第一超表面单元101的左侧入射，第一超表面单元101、第二超表面单元102、第三超表面单元103设置于第二立板3，第四超表面单元104、第五超表面单元105设置于第三立板4，第六超表面单元106、第七超表面单元107设置于第二立板3和第三立板4之间，第一超表面单元101、第二超表面单元102、第三超表面单元103、第四超表面单元104、第五超表面单元105、第六超表面单元106和第七超表面单元107均从第二立板3的前表面和第三立板4的前表面水平延伸至侧板1。
37.第二立板3的前表面和第三立板4的前表面平齐，以第二立板3的前表面和第三立
板4的前表面作为第一平面直角坐标系，以第三立板4的前表面的左下方的最低点(点q1)作为第一平面直角坐标系的原点，坐标单位为0.01cm，第一超表面单元101的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(140，410)、(140，350)、(130，350)、(140，330)、(120，330)、(120，310)、(140，310)、(140，340)、(150，340)、(150，380)、(160，380)和(160，410)，上述坐标所围成的面积为0.16cm2；第二超表面单元102的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(460，410)、(460，310)、(500，310)、(500，320)、(510，320)、(510，340)、(520，340)、(520，400)、(530，400)和(530，410)，上述坐标所围成的面积为0.56cm2；第三超表面单元103的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(680，410)、(680，340)、(690，340)、(690，330)、(720，330)和(720，410)，上述坐标所围成的面积为0.31cm2；第四超表面单元104的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(320，10)、(320，130)、(360，130)、(360，30)、(370，30)和(370，10)，上述坐标所围成的面积为0.5cm2；第五超表面单元105的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(510，10)、(510，30)、(520，30)、(520，90)、(600，90)、(600，30)、(610，30)和(610，10)，上述坐标所围成的面积为0.68cm2；第六超表面单元106的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(780，70)、(780，90)、(790，90)、(790，140)、(780，140)、(780，160)、(820，160)、(820，120)、(810，120)和(810，170)，上述坐标所围成的面积为0.26cm2；第七超表面单元107的前表面的各个顶点在第一平面直角坐标系的坐标分别为(930，150)、(930，190)、(950，190)、(950，160)、(960，160)和(960，150)，上述坐标所围成的面积为0.09cm2；第一平面直角坐标系的空白部分的面积为45.44cm2。
38.优选地，第一超表面单元101的体积为a1，第二超表面单元102的体积为a2，第三超表面单元103的体积为a3，第四超表面单元104的体积为a4，第五超表面单元105的体积为a5，第六超表面单元106的体积为a6，第七超表面单元107的体积为a7，第二空腔结构6的体积为a8，分别满足关系式：a8/a1＝300；85<a8/a2<86；154<a8/a3<155；a8/a4＝96；70<a8/a5<71；184<a8/a6<185；533<a8/a7<544。
39.并且，超表面结构还包括与第三立板4平行的第四立板7，第四立板7垂直于侧板1，侧板1、第三立板4和第四立板7围成第三空腔结构8，第三空腔结构8的内壁设置有第八超表面单元108、第九超表面单元109、第十超表面单元110、第十一超表面单元111、第十二超表面单元112和第十三超表面单元113，第八超表面单元108、第九超表面单元109、第十超表面单元110设置于第三立板4，十一超表面单元111、第十二超表面单元112设置于第四立板7，第十三超表面单元113设置于第三立板4和第四立板7之间，第八超表面单元108、第九超表面单元109、第十超表面单元110、第十一超表面单元111、第十二超表面单元112和第十三超表面单元113均从第三立板4的前表面和第四立板7的前表面水平延伸至侧板1。
40.第三立板4的前表面和第四立板7的前表面平齐，以第三立板4的前表面和第四立板7的前表面作为第二平面直角坐标系，以第四立板7的前表面的左下方的最低点(点q2)作为第二平面直角坐标系的原点，坐标单位为0.01cm，第八超表面单元108的前表面的各个顶点在第二平面直角坐标系的坐标分别为(260，410)、(260，390)、(280，390)、(280，340)、(290，340)、(290，320)、(320，320)、(320，310)、(340，310)、(340，280)、(350，280)、(350，260)、(340，260)、(340，230)、(320，230)、(320，190)、(360，190)、(360，280)、(380，280)、(380，340)、(390，340)、(390，350)、(400，350)、(400，380)、(410，380)和(410，410)，上述坐
标所围成的面积为1.5cm2；第九超表面单元109的前表面的各个顶点在第二平面直角坐标系的坐标分别为(470，410)、(470，390)、(490，390)和(490，410)，上述坐标所围成的面积为0.04cm2；第十超表面单元110的前表面的各个顶点在第二平面直角坐标系的坐标分别为(720，410)、(720，330)、(760，330)、(760，370)、(750，370)、(750，380)、(740，380)和(740，410)，上述坐标所围成的面积为0.25cm2；第十一超表面单元111的前表面的各个顶点在第二平面直角坐标系的坐标分别为(120，10)、(120，120)、(110，120)、(110，140)、(100，140)、(100，150)、(140，150)、(140，60)、(150，60)、(150，50)、(160，50)和(160，10)，上述坐标所围成的面积为0.41cm2；第十二超表面单元112的前表面的各个顶点在第二平面直角坐标系的坐标分别为(480，10)、(480，80)、(490，80)、(490，90)、(510，90)、(510，100)、(520，100)、(520，190)、(560，190)、(560，140)、(550，140)、(550，120)、(570，120)、(570，100)、(580，100)、(580，90)、(640，90)和(640，10)，上述坐标所围成的面积为1.7cm2；第十三超表面单元113的前表面的各个顶点在第二平面直角坐标系的坐标分别为(900，290)、(900，310)、(920，310)和(920，290)，上述坐标所围成的面积为0.04cm2；第二平面直角坐标系的空白部分的面积为44.06cm2。
41.优选地，第八超表面单元108的体积为b1，第九超表面单元109的体积为b2，第十超表面单元110的体积为b3，十一超表面单元111的体积为b4，第十二超表面单元112的体积为b5，第十三超表面单元113的体积为b6，第三空腔结构8的体积为b7，分别满足关系式：b7/b1＝32；b7/b2＝1200；b7/b3＝192；117<b7/b4<118；28<b7/b5<29；b7/b6＝1200。
42.此外，超表面结构还包括与第四立板7平行的第五立板9，第五立板9垂直于侧板1，侧板1、第四立板7和第五立板9围成第四空腔结构10，第四空腔结构10的内壁设置有第十四超表面单元114、第十五超表面单元115、第十六超表面单元116、第十七超表面单元117、第十八超表面单元118和第十九超表面单元119，第十四超表面单元114设置于第四立板7和第五立板9之间，第十五超表面单元115、第十六超表面单元116、第十七超表面单元117设置于第四立板7，第十八超表面单元118、第十九超表面单元119设置于第五立板9，第十四超表面单元114、第十五超表面单元115、第十六超表面单元116、第十七超表面单元117、第十八超表面单元118和第十九超表面单元119均从第四立板7的前表面和第五立板9的前表面水平延伸至侧板1。
43.第四立板7的前表面和第五立板9的前表面平齐，以第四立板7的前表面和第五立板9的前表面作为第三平面直角坐标系，以第五立板9的前表面的左下方的最低点(点q3)作为第三平面直角坐标系的原点，坐标单位为0.01cm，第十四超表面单元114的前表面的各个顶点在第三平面直角坐标系的坐标分别为(180，110)、(180，200)、(190，200)、(190，270)、(220，270)、(220，100)、(210，100)和(210，110)，上述坐标所围成的面积为0.58cm2；第十五超表面单元115的前表面的各个顶点在第三平面直角坐标系的坐标分别为(340，410)、(340，370)、(350，370)、(350，360)、(360，360)、(360，350)、(370，350)、(370，320)、(380，320)、(380，310)、(390，310)、(390，300)、(400，300)、(400，290)、(460，290)、(460，280)、(480，280)、(480，250)、(470，250)、(470，210)、(480，210)、(480，180)、(500，180)、(500，170)、(580，170)、(580，190)、(570，190)、(570，200)、(560，200)、(560，210)、(530，210)、(530，220)、(520，220)、(520，260)、(540，260)、(540，340)、(550，340)、(550，390)、(540，390)和(540，410)，上述坐标所围成的面积为2.98cm2；第十六超表面单元116的前表面的各
个顶点在第三平面直角坐标系的坐标分别为(980，410)、(980，380)、(970，380)、(970，370)、(960，370)、(960，290)、(1010，290)、(1010，380)、(1020，380)和(1020，410)，上述坐标所围成的面积为0.56cm2；第十七超表面单元117的前表面的各个顶点在第三平面直角坐标系的坐标分别为(1170，410)、(1170，390)、(1160，390)、(1160，350)、(1170，350)、(1170，340)、(1200，340)和(1200，410)，上述坐标所围成的面积为0.25cm2；第十八超表面单元118的前表面的各个顶点在第三平面直角坐标系的坐标分别为(320，10)、(320，50)、(330，50)、(330，90)、(360，90)、(360，60)、(370，60)、(370，40)、(380，40)和(380，10)，上述坐标所围成的面积为0.39cm2；第十九超表面单元119的前表面的各个顶点在第三平面直角坐标系的坐标分别为(660，10)、(660，40)、(670，40)、(670，50)、(680，50)、(680，60)、(710，60)、(710，90)、(720，90)、(720，170)、(710，170)、(710，200)、(700，200)、(700，250)、(680，250)、(680，270)、(720，270)、(720，230)、(740，230)、(740，170)、(750，170)、(750，150)、(760，150)、(760，140)、(770，140)、(770，130)、(810，130)、(810，140)、(820，140)、(820，130)、(830，130)、(830，120)、(870，120)、(870，110)、(880，110)、(880，80)、(890，80)、(890，70)、(920，70)和(920，10)，上述坐标所围成的面积为2.9cm2；第三平面直角坐标系的空白部分的面积为40.34cm2。
44.优选地，第十四超表面单元114的体积为c1，第十五超表面单元115的体积为c2，第十六超表面单元116的体积为c3，第十七超表面单元117的体积为c4，第十八超表面单元118的体积为c5，第十九超表面单元119的体积为c6，第四空腔结构10的体积为c7，分别满足关系式：82<c7/c1<83；16<c7/c2<17；85<c7/c3<86；c7/c4＝192；123<c7/c5<124；16<c7/c6<17。
45.优选地，超表面结构还包括与第五立板9平行的第六立板11，第六立板11垂直于侧板1，侧板1、第五立板9和第六立板11围成第五空腔结构12，第五空腔结构12的内壁设置有第二十超表面单元120、第二十一超表面单元121和第二十二超表面单元122，第二十超表面单元120设置于第五立板9，第二十一超表面单元121、第二十二超表面单元122设置于第六立板11，第二十超表面单元120的体积为d1，第二十一超表面单元121的体积为d2，第二十二超表面单元122的体积为d3，第五空腔结构12的体积为d4，分别满足关系式：13<d4/d1<14；12<d4/d2<13；24<d4/d3<25。
46.其中，第二十超表面单元120、第二十一超表面单元121和第二十二超表面单元122均从第五立板9的前表面和第六立板11的前表面水平延伸至侧板1，第五立板9的前表面和第六立板11的前表面平齐，以第五立板9的前表面和第六立板11的前表面作为第四平面直角坐标系，以第六立板11的前表面的左下方的最低点(点q4)作为第四平面直角坐标系的原点，坐标单位为0.01cm，第二十超表面单元120的前表面的各个顶点在第四平面直角坐标系的坐标分别为(560，410)、(560，380)、(570，380)、(570，360)、(580，360)、(580，290)、(590，290)、(590，240)、(580，240)、(580，200)、(570，200)、(570，180)、(560，180)、(560，170)、(480，170)、(480，130)、(530，130)、(530，140)、(540，140)、(540，150)、(580，150)、(580，140)、(600，140)、(600，180)、(620，180)、(620，190)、(660，190)、(660，210)、(720，210)、(720，220)、(710，220)、(710，270)、(720，270)、(720，310)、(730，310)、(730，340)、(750，340)、(750，350)、(740，350)、(740，400)、(750，400)和(750，410)，上述坐标所围成的面积为3.65cm2；第二十一超表面单元121的前表面的各个顶点在第四平面直角坐标系的坐标分别为(100，10)、(100，100)、(110，100)、(110，120)、(120，120)、(120，130)、(140，130)、
(140，150)、(200，150)、(200，140)、(210，140)、(210，130)、(270，130)、(270，140)、(280，140)、(280，160)、(300，160)、(300，170)、(310，170)、(310，180)、(330，180)、(330，190)、(340，190)、(340，200)、(350，200)、(350，210)、(370，210)、(370，240)、(380，240)、(380，250)、(410，250)、(410，260)、(420，260)、(420，290)、(460，290)、(460，230)、(390，230)、(390，220)、(380，220)、(380，180)、(370，180)、(370，150)、(350，150)、(350，140)、(340，140)、(340，120)、(350，120)、(350，60)、(360，60)和(360，10)，上述坐标所围成的面积为3.98cm2；第二十二超表面单元122的前表面的各个顶点在第四平面直角坐标系的坐标分别为(890，10)、(890，90)、(880，90)、(880，110)、(870，110)、(870，120)、(860，120)、(860，170)、(900，170)、(900，110)、(920，110)、(920，100)、(930，100)、(930，90)、(940，90)、(940，70)、(960，70)、(960，60)、(990，60)、(990，50)、(1130，50)、(1130，60)、(1140，60)、(1140，70)、(1150，70)、(1150，80)、(1170，80)、(1170，70)、(1200，70)和(1200，10)，上述坐标所围成的面积为1.98cm2；第四平面直角坐标系的空白部分的面积为38.39cm2。
47.优选地，超表面结构还包括与第六立板11平行的第七立板13，第七立板13垂直于侧板1，侧板1、第六立板11和第七立板13围成第六空腔结构14，第六空腔结构14的内壁设置有第二十三超表面单元123、第二十四超表面单元124和第二十五超表面单元125，第二十三超表面单元123设置于第六立板11，第二十四超表面单元124、第二十五超表面单元125设置于第七立板13，第二十三超表面单元123的体积为e1，第二十四超表面单元124的体积为e2，第二十五超表面单元125的体积为e3，第六空腔结构14的体积为e4，分别满足关系式：12<e4/e1<13；7<e4/e2<8；19<e4/e3<20。
48.其中，第二十三超表面单元123、第二十四超表面单元124和第二十五超表面单元125均从第六立板11的前表面和第七立板13的前表面水平延伸至侧板1，第六立板11的前表面和第七立板13的前表面平齐，以第六立板11的前表面和第七立板13的前表面作为第五平面直角坐标系，以第七立板13的前表面的左下方的最低点(点q5)作为第五平面直角坐标系的原点，坐标单位为0.01cm，第二十三超表面单元123的前表面的各个顶点在第五平面直角坐标系的坐标分别为(580，410)、(580，200)、(570，200)、(570，190)、(550，190)、(550，170)、(460，170)、(460，140)、(470，140)、(470，130)、(480，130)、(480，110)、(530，110)、(530，130)、(560，130)、(560，170)、(620，170)、(620，180)、(630，180)、(630，190)、(670，190)、(670，180)、(680，180)、(680，150)、(690，150)、(690，160)、(700，160)、(700，200)、(710，200)、(710，210)、(720，210)和(720，410)，上述坐标所围成的面积为3.78cm2；第二十四超表面单元124的前表面的各个顶点在第五平面直角坐标系的坐标分别为(100，10)、(100，60)、(110，60)、(110，80)、(120，80)、(120，90)、(130，90)、(130，100)、(140，100)、(140，120)、(150，120)、(150，170)、(160，170)、(160，190)、(170，190)、(170，200)、(190，200)、(190，210)、(220，210)、(220，190)、(230，190)、(230，180)、(240，180)、(240，160)、(270，160)、(270，170)、(300，170)、(300，180)、(310，180)、(310，210)、(300，210)、(300，240)、(310，240)、(310，250)、(410，250)、(410，260)、(420，260)、(420，280)、(440，280)、(440，340)、(450，340)、(450，350)、(480，350)、(480，310)、(500，310)、(500，270)、(460，270)、(460，260)、(450，260)、(450，250)、(440，250)、(440，190)、(360，190)、(360，70)、(370，70)、(370，60)、(380，60)和(380，10)，上述坐标所围成的面积为6.02cm2；第二十五超表面单元125的前表面的各个顶点在第五平面直角坐标系的坐标分别为(880，10)、(880，
70)、(870，70)、(870，170)、(940，170)、(940，140)、(930，140)、(930，120)、(940，120)、(940，90)、(990，90)、(990，70)、(1000，70)、(1000，60)、(1010，60)、(1010，50)、(1150，50)、(1150，70)、(1200，70)和(1200，10)，上述坐标所围成的面积为2.51cm2；第五平面直角坐标系的空白部分的面积为35.69cm2。
49.当多个入射平面波水平入射第一空腔结构5、第二空腔结构6、第三空腔结构8、第四空腔结构10、第五空腔结构12和第六空腔结构14时，透射声波的相位延迟角度依次增加60
°
，所得的透射相位梯度为25.541rad/m，透射声波的理论偏转角度为20.2
°
，各个空腔结构均可以满足1600hz至4400hz的宽频声波的特定角度的偏转，并能够实现波长长度大于l的平面波的偏转控制。
50.实施例2
51.如图8所示，一种声波转向器，包括实施例1的具有宽频声波转向功能的超表面结构，声波转向器的相对带宽为93.7％。
52.如图9所示，在入射平面波的频率为4000hz时，声波的偏转角度为20～21
°
。
53.如图10所示，在入射平面波的频率范围为1600～4400hz时，声波的偏转角度为18～22
°
，满足宽频声波的特定角度偏转的需求。
54.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。