利用人工结构实现声波的操控是当前凝聚态物理的前沿课题。声学人工结构的出现为声学领域的发展提供全新的研究方向。将新型人工声学共振结构应用于吸隔声降噪等工程问题中是当前应用声学的研究热点。本文研究设计的二阶亥姆霍兹单元耦合组成的多谐振腔抗性消声器,其消声效果可以做到在同尺寸的谐振腔条件下,比经典谐振腔更低频降噪;并且,通过多个二阶谐振腔耦合,使降噪的共振频率达到连续的宽频降噪效果。此外,本文在传统亥姆霍兹共鸣器的研究基础上,结合穿孔板加背腔和膜加背腔的共振吸声降噪理论,衍生设计出一种穿孔膜加背腔的声学超结构,实现了比膜共振频段更宽频、比穿孔板作用共振频率更低频的吸声降噪效果。以上研究结果为消声器件的研究设计提供了一定的理论指导。本文研究内容从以下三个部分进行叙述。第一部分基于对传统亥姆霍兹共鸣器的声学理论研究,本文采用等效电路、等效力学和传递矩阵法对二阶谐振腔结构进行理论推导,得到了结构的系统阻抗与高价工作频率公式,并通过推导结构中每一个细节部分的阻抗及修正参数,建立了更加精确的数值理论模型,为之后设计多个二阶亥姆霍兹谐振腔耦合的消声器做了更好的理论支持。第二部分运用仿真和实验相结合的验证方法,采用控制变量法改变结构几何参数,分析了二阶谐振腔结构的声学优越性,总结了二阶谐振腔共振频率的变化规律,得到并验证了共振峰带宽的调节方法;本研究还将两个工作频率相近的谐振腔,进行不同排列方式的有限元仿真模拟,得到不同排列方式对声学性能的影响;通过上述理论与经验规律的总结作为理论支撑,设计出一款消声器,其能做到在较宽的共振频段内有连续的优越消声效果;最后,本研究实验测量了消声器的声学性能。并结合仿真计算数据,验证了本文设计的消声器具有高匹配性和高可行性。在噪声控制工程中有广泛的应用前景。第三部分基于对传统亥姆霍兹共鸣器的声学理论研究,本文结合穿孔板加背腔和膜加背腔的共振吸声降噪理论,衍生设计出一种穿孔膜加背腔的声学超结构。实现了比膜共振频段更宽频、比穿孔板作用共振频率更低频的吸声降噪效果。本研究采用仿真与实验相结合的验证方法,证明了穿孔膜加背腔这种超结构的可用性和准确性。该研究在吸收降噪的应用中具有一定的科研意义。