振动和噪声的控制方法一般有两类，一类是从源头上进行控制，主要是开发低振动和静音产品； 另一类是从传播路径上进行控制，包括隔离、衰减和吸收等。随着科技的不断进步和工业的不断发展， 产品结构和性能越来越优化，从源头上进行振动和噪声的控制已经越来越困难。这样，从传播路径上进行控制就成了必然的选择。长期以来，人们在这方面取得了非常出色的成绩，主要发展了被动控制和主动控制两大类方法。在被动控制方面，人们发明了各种隔振和吸振器、隔声和吸声材料、阻尼材料和器件等，为有效降低振动和噪声做出了巨大的贡献。主动控制方面，近年来也发展非常迅速。这里主要关注振动和噪声的被动控制，在这方面，传统的隔声一般采用硬质板材结构，隔声性能服从质量密度定量，板的面密度越大，声波频率越高，隔声效果越好。这样，为了有效地隔离数百赫兹的低频声波，需要厚达 1 m 左右的混凝土墙，很难满足实际需要。而传统的吸声则主要采用多孔材料，如玻璃棉纤维、岩棉等，这些材料主要靠声波在孔隙中传播时动能转化为热能的方式来实现声波衰减， 一般孔隙越小，结构越厚，吸声效果越好。除了多孔材料外，常见的吸声结构还有微穿孔板结构，而多孔吸声材料和微穿孔板结构在低频段吸声系数都比较低，如果要吸收很低频的声波，就需要非常厚的结构(多孔材料)或非常深的后腔(微穿孔板)。因此，无论是采用隔声还是吸声，有效控制低频噪声都是非常有挑战的。同样，对于低频振动，也需要很庞大很笨重的结构，才能进行有效衰减。

由于传统材料在实际工程应用中的诸多限制， 具有特殊物理特性的人工复合材料成为人们关注的焦点。近 20 年来，人工复合材料已经扩展到了动力学领域，用来实现机械波的灵活调控，这类结构称为声子晶体[2]。随后，在现代工业装备和产品的小型化、集成化和轻量化大背景下，人们进一步发展了具有亚波长尺寸特性的新型人工微结构，后来被称为声学超材料[3]。声学超材料最为典型的特征是具有亚波长的尺寸和异常的动态等效参数，当声波在这类结构中传播时，会受到结构的调制，从而使声波的传播受到影响[4]。因此通过对这种特殊结构的设计，可以实现声波的反射、吸收、滤波、导波、聚焦、超透镜及隐身等许多全新的物理特性和现象， 在国防以及日常工作生活中有着重要的潜在应用价值[5]。声子晶体和声学超材料最初是为了实现减振降噪而提出的，一方面可以为高精密加工系统提供可调频段内的无振动加工环境，保证较高的加工精度要求；另一方面可以为特殊精密仪器或设备提供无振动工作环境，提高工作精度和可靠性，并延长设备的使用寿命[6]。一般认为，声子晶体和声学超材料的主要区别在于，声子晶体要求声传播方向的晶格尺寸和带隙中心频率对应的声波波长在同一个数量级上，但在声学超材料中，每个单元都有自己的机械振动，而且单元尺寸可以很小，基本不存在相互干扰，导致谐振器的固有频率对结构尺寸参数和方向不敏感。