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首先简要回顾一些线阵列和可导向阵列的基础知识。
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$ ~ x5 T; w! g, F ; r y# ^ K2 X5 [4 |6 V
1、点声源的相互 双声源在垂直平互抵消上下的输出指量相加之和,总输出
9 Z$ ^! L! V4 |9 `( N 1)双声源垂直相距λ/4(1/4波长) 1 Y# s7 T+ a- J0 M# F" |9 \
当两个声源相距1/4波长或少于1/4波长时,它们就如同一个声源,在垂直平面上只有微小的变窄,如图2所示。
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2)双声源垂直相距λ/2(1/2波长) 9 p1 I7 v% U* z$ Z7 A" j
像前面图中解释的一样,在1/2波长处的垂直平面上有很重要的变窄的地方,这是因为在垂直平面上相位相差180。,波形相互抵消了,如图3所示。 & n6 o) c' r1 n( O! P8 A: @! Y# m
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" ^( C0 r- v& v$ D7 v7 a# s- N3 [ 3) λ(1个波长)
+ p0 P3 H: k: O) |$ I# t7 { 两个声源相距1个波长,它们在垂直和水平面上都相互加强。产生两个波瓣,一个垂直,一个水平,如图4所示。
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( W* {) x4 q3 V$ d5 _: c0 {0 l( l
, @% A5 E6 G1 H$ M2 q: w: Q 4)双声源垂直相距2λ
6 k- Z3 e8 s4 n$ g/ p 波长与驱动器间距离的比值增加,波瓣数增加,如图5所示。线阵列使用固定的驱动器,频率增加,比值增加(λ =c/f,f表示不同频率,c表示固定的声速)。
9 u( B. y5 S n: {5 L) s7 [' z% g( x7 v5 J1 g+ \
5 x' L# G' l; v4 e1 p* |; A/ b9 M$ ~3 s
5)驱动器间的距离与音箱的总高度
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驱动器与驱动器之间的距离决定了阵列作为线声源时的高频值。柱式音箱的总体高度决定了垂直指向性的最低频率。 2、阵列高度与波长(入)的关系 ①阵列高度为λ/2' n, R1 A D8 l; j$ Q7 q0 t
7 H. Y2 m, I% B1 p 波长是阵列高度的2倍时,没有指向性控制图形,如图6所示,是单个声源的高功率输出。
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: Q0 Q2 C w3 c* l- P# B" N: n
4 O; H% Q7 W# r# C ②阵列高度为λ
3 d- X7 w1 N f$ M8 t7 T 频率增加,波长近似于阵列高度。实现垂直平面控制,如图7所示。
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c& y* `4 k* Q/ W1 v5 {" |- ~# b* N6 K* w
2 T2 }" M4 q- w* U; w3 I, `, f ③阵列高度为2λ
' l0 E& V# {$ r* X. e 频率继续增加,垂直带宽继续变窄,出现了一些垂直波瓣,如图8所示。但是在这个方向辐射出的能量与前、后波瓣相比,不重要。 . I2 [; j7 ]; x- @$ g6 s
! ~4 c% ], c. J, p! a) B- h4 N, p+ t$ l; G( j/ W2 h
& t7 _. v7 f& i ④阵列高度为4λ
, `4 i/ F+ z& E, K8 c- Z& o 垂直指向性继续变窄,旁瓣变得更复杂,能量变得更大,如图9所示。 ; V9 J/ n) r+ L! \3 N
# o% z2 P( ]5 m8 v# i& P6 F6 } }1 f* F5 X9 w8 l: i; r! l, {' R
$ d; c* @. |) X9 B6 c 3、驱动器间距离与波长 ①驱动器间距为λ/2 ' t5 W. f7 [8 E) X) P: x/ T
当驱动器间距少于1/2波长时,阵列产生最少旁瓣的紧凑波束,如图10所示。
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1 W: L: C& z8 k u4 O' f
. F) o% ^, M) e: A ②驱动器间距为λ - g9 @/ Q: H' O; x
频率增加,波长近似于驱动器间距离,这时,旁瓣变得重要了,如图11。如果大多数或所有观众都没有位于这些垂直波瓣的话,可能还不是问题。 ) P# i0 V3 F' u
" k' y6 }8 B8 g9 z( x5 C8 y9 i% f- k: a2 d
& j, f# P9 L' r( n1 W) {0 @. D7 O
③驱动器间距为2λ 1 s* i9 |. ^) a
更高的频率,波瓣增加,变得很难把观众从波瓣或波瓣的反射中隔离出来了,如图12所示。 % ^! \5 F# z4 E4 a0 P- t
2 r( X% c* D7 \0 A. U
7 A& A" F4 o! k$ _9 h c. k 4 h U1 f5 e8 J8 R% s. y; }6 j
④驱动器间距为4λ 5 Z+ v' K, P+ T6 `" X1 j, Q2 }+ J; g
驱动器间距离接近于4倍波长时,阵列产生很多能量的旁瓣,输出近似于一个点声源,如图13所示。阵列辐射的能量是“整圆”,与阵列高度1/2波长时相同,如图6,这就是线阵列指向性最高频率的限制。 ' W5 A$ m* B# Y% }, U; b! H& {9 A
4 b6 g }4 j+ M% u
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