音箱线阵列能否产生柱面波.doc

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1、关于音箱的波束导向以及线阵列的指向性控制对于线阵列，多个品牌都在介绍自己的独特技术，但从物理层面来讲，不少“技术”都有吹嘘之嫌。我在这里抛砖引玉，欢迎大家讨论。扬声器不象手电筒，声音的特性也跟光线的特性不同，扬声器不能象手电筒一样对各频段的声音产生锐利的投射声束，而且声音也不象光束，不同的声音覆盖在同一块地方会因相位的关系相互抵消和出现梳状滤波（事实上，不同的光源发出的光线在同一处叠加也会相互抵消和产生梳状滤波，不过由于光速太快，波长太短，使得人眼不能分辨而已）。虽然怎样处理扬声器波束导向的书和论文都很少。可是，在军事上很早就有两个领域应用了

2、波束导向技术：天线阵（相控雷达）和水下天线阵（声纳），而且应用广泛。相对于雷达和声纳，扬声器的波束导向是相当困难的，因为人耳的听域范围非常宽，从20Hz（低频）到20KHz（高频）。一个20Hz纯音的波长是15.25米，而一个20KHz纯音的波长仅0.013米。这11倍频程的频率范围使波束导向的变得非常困难。事实上，雷达和声纳的工作频率范围最多是单个倍频程，往往只是工作在单一频率。如果只需单个频率的声音进行导向，也很容易做到，但是，从20Hz（低频）到20KHz（高频）就很困难了。由于阵列的间隔和几何尺寸对波束的传播都有影响，通常，对不同的阵

3、列进行优化处理用于不同的频率范围，而这对于专业音频领域的应用是不切实际的，它受扬声器单元尺寸和工艺的限制，波束导向在专业音频的应用只限制于某一频段。为了使波束导向能够应用，阵列中的每一个扬声器单元的辐射区域必须和阵列中其它扬声器的辐射区域相叠加，如果从两个（或更多）的扬声器单元辐射出来的声音不能交叠，声音的导向跟本无从谈起，相关的理论可以查阅波动力学。对于现在市场上的所有线阵列音箱，线阵列看上去象紧密排列的单元——看上去就象雷达理论书上所示的图形，也跟介绍波束导向理论中理想化的全指向单元所组成的图形相同。——但是它们的本质是非常不同的，现在的

4、所有线阵列的本质都是－－－低频（有的包括中频）都是采用直接辐射的方式，而高频采用波导（Waveguides）方式。而也没有任何的一款线阵列音箱产生柱面波，详情请查阅《CanlineArraysFormCylindricalWaves》一文（线阵列能否产生柱面波）。----（原文如下）。只是不同品牌采用了不同的波导方式而已。CanLineArraysformcylindricalWavesWrittenbyMeyerSound线阵列能否产生柱面波WhatIsaLineArray?Alinearrayisagroupofradiatingelem

5、entsarrayedinastraightline,closelyspacedandoperatingwithequalamplitudeandinphase.DescribedbyOlsoninhis1957classictext,AcousticalEngineering,linearraysareusefulinapplicationswheresoundmustbeprojectedoverlongdistances.Thisisbecauselinearraysaffordverydirectionalverticalcovera

6、geandthusprojectsoundeffectively.什么是线阵列?线阵列是指一组排列在一条直线上的辐射元件，它们紧密的靠紧，工作时有着相同的振幅及相位。Olson于1957年在他的经典著作<>中说过：线阵列在需要长距离声音传输的场合中是非常有用的。这是因为线阵列提供非常直接的垂直覆盖范围，因而有效地辐射出声音。Fig.1.Directionalbehaviorofaneightmeterlongarrayofsixteenomni-directionalsourcesTheMAPPp

7、lotsofFigure1illustratethedirectionalcharacteristicsofalinearraycomposedofsixteenomni-directionalsourcesuniformlyspaced0.5metersapart.Thearrayishighlydirectionalto500Hz;abovethat,thedirectionalcharacteristicbeginstobreakdown.Notethestrongrearlobeatlowfrequencies;allconventi

8、onallinearrayswillexhibitthisbehaviorbecausetheyareomnidirectionalinthisrange.Note