扬声器线阵列分析

摘要

分析了扬声器线阵列的特性。包括基本形式、数学模型、远近场与波的传播形式、超近场概念及瞬态与频响特性等。

【Abstract】 The characteristics of loudspeaker line array such as the shape of line array, the mathematical modelsnear field and far field and the spread of wave, the extremely near field,transient behavior and frequency response are analyzed.

【Key words】loudspeaker; line array; sound column

1 引言

辐射源呈线状、辐射声波在高频时能够形成均匀的线状波阵面，具有某种特殊指向特性的扬声器或扬声器组合，可称为扬声器线阵列。

近年来，扬声器线阵列的研究与应用发展很快，国内外许多机构纷纷开展研究，一些有关扬声器线阵列的技术和产品相继推出，如JBL 的 Vertical Technolo-gy、Meyer Sound 的 MILO 高能量曲线阵列、EAW 的第二代线阵列技术 Divergence Shading 等。

扬声器线阵列并不是最近才开始研究的。早在1930 年 Wolfe,I.和 Malter,L 的论文就研究分析了点源、线源、曲线源、平面源的指向特性。后来.许多专家学者发表著述论及扬声器阵列，如 Olson，H.;BeranekL.; Novak ,James F; Klepper ,& Steele，D.;C.Hilliard,J.; van der Werff,Johan; Marcel Urban ;Christian Heil 和 Paul Bauman;Mark.S.Ureda 等。

2 扬声器线阵列的特性及分析

2.1 声柱、螺旋形阵列和声负载阵列

早在 20 世纪六七十年代，声柱由于可在一个平面内获得较好的指向性等优点而获流行。声柱可在混响较长的房间里代替单个锥形扬声器，以大大提高语言可懂度。当时，为优化扬声器阵列的高频指向性，提出了螺旋形阵列和声负载阵列。螺旋形阵列通过旋转布置的扬声器单元缩短高频时扬声器阵列的有效长度Klepper 等设计的声负载阵列通过铺设吸声材料缩短阵列的高频有效长度，改善了指向性。近年来，优化扬声器阵列指向性的方法更为丰富有效，螺旋形阵列和声负载阵列已鲜有应用。