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線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)
發(fā)布日期：2019-02-26 瀏覽量：2622次線陣列（Line-Array）在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中扮演著越來(lái)越重要的角色，以線性源為基礎(chǔ)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)在確定的頻率范圍內(nèi)，特性就像柱面波發(fā)射器，并且即使在復(fù)雜的聽(tīng)聞條件下，也可以有針對(duì)性的對(duì)確定的區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)聲，近幾年來(lái)，線性陣列式揚(yáng)聲器系統(tǒng)在大型高標(biāo)準(zhǔn)要求的演出場(chǎng)合被廣泛使用，他在整個(gè)覆蓋范圍內(nèi)聲壓級(jí)比較均勻，在遠(yuǎn)距離甚至超遠(yuǎn)距離聲音仍然十分清晰。
線陣列的原理
追根溯源，線陣列的歷史已有70多年，早在1930年的Wolfe和Malter的論文就分析了點(diǎn)聲源、線聲源、曲線聲源和平面聲源的指向特性，以美國(guó)聲學(xué)工程師Olson為代表的物理學(xué)家，于1957年發(fā)表了耦合定理和線性輻射定律，特別是線陣列輻射理論在許多應(yīng)用中取得巨大成功，進(jìn)入21世紀(jì)，揚(yáng)聲器線陣列的研究與應(yīng)用快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)相繼推出一些有關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品。
1.線陣列的定義
線陣列是一種振幅相等，相位相同，緊密的排成一條直線的聲輻射元素，它具有很強(qiáng)的垂直指向性，在一定的頻率范圍及有限的距離內(nèi)，可以產(chǎn)生接近圓柱形的波陣面。
事實(shí)上，真正的線性陣列是不存在的，最多也就是具備線性聲源的部分特性，所以有人提出用線形陣列來(lái)稱(chēng)呼比較確切。
2.線陣列的特點(diǎn)
線陣列的特點(diǎn)主要取決于球面波與柱面波傳播特性的不同。單只揚(yáng)聲器輻射聲波為球面波，他的波陣面在三個(gè)維度傳播，距離加倍時(shí)聲壓級(jí)衰減6db，柱面波的波陣面只在兩個(gè)維度傳播，距離加倍時(shí)聲壓級(jí)衰減3db，因此柱面波能夠有效的傳播到更遠(yuǎn)的距離，圖9-23所示的是線聲源與點(diǎn)聲源波正面的區(qū)別。線聲源產(chǎn)生的柱面波波振面面積與距離成正比，而點(diǎn)聲源產(chǎn)生的球面波波振面面積與距離平方成正比，然而嚴(yán)格意義上只有無(wú)限長(zhǎng)的線聲源才能產(chǎn)生真正的柱面波，有限長(zhǎng)線聲源輻射聲波只在一段距離內(nèi)為柱面波，然后逐漸過(guò)渡為球面波。
習(xí)慣上將柱面波覆蓋區(qū)域稱(chēng)為近場(chǎng)，而將球面波區(qū)域稱(chēng)為遠(yuǎn)場(chǎng)，聲源至遠(yuǎn)近場(chǎng)交界處的距離稱(chēng)為過(guò)渡距離Dr°。
3.線陣列的指向性
線性陣列的核心技術(shù)是全頻聲耦合技術(shù)，它決定整個(gè)線性陣列的工作效率，應(yīng)用線陣列主要是利用其指向性強(qiáng)的特點(diǎn)，將聲波有效的投射到更遠(yuǎn)的距離，線陣列的指向性與其自身長(zhǎng)度，每個(gè)單元之間的最小距離及輻射聲波頻率相關(guān)，然而對(duì)于非常高的頻率來(lái)說(shuō)，要使單元間歇足夠緊密，由于波長(zhǎng)太短，在物理上幾乎是不可能做到的事情，依據(jù)聲耦合的技術(shù)原理及特性出現(xiàn)了一些新技術(shù)用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，包括聲透鏡技術(shù)、波形前糾正技術(shù)為核心的DOSC波導(dǎo)管等，線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)通過(guò)對(duì)指向性的控制得到最有效的聲場(chǎng)覆蓋。
線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的形狀結(jié)構(gòu)
線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)由多只揚(yáng)聲器緊密排列成一條線組成，包括直線形，弧線形，J形和漸進(jìn)式陣列等。
弧線形揚(yáng)聲器陣列的聲壓級(jí)衰減特性介于柱面波與球面波之間，比直線型揚(yáng)聲器陣列的輻射范圍更寬，它的聲場(chǎng)特性與線陣列的曲率半徑及張角有關(guān)。
J形線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)是直線型和弧線形揚(yáng)聲器陣列的組合，即上方大部分呈直線排列，提供較遠(yuǎn)聽(tīng)眾區(qū)域的供聲，陣列下方向內(nèi)略彎曲呈J字形，對(duì)較近聽(tīng)眾區(qū)實(shí)現(xiàn)較寬展角的聲場(chǎng)覆蓋，它兼具直線型陣列的遠(yuǎn)投優(yōu)勢(shì)和弧線形陣列均勻的指向性。
漸進(jìn)式揚(yáng)聲器陣列由上而下彎曲，沒(méi)有完全直線部分，它在不同的頻段具有較為均勻的指向性。
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