扬声器线阵列高频波导研究

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扬声器线阵列的研究是当前电声学领域的热点。扬声器线阵列的设计目标之一是实现连续线声源,以期实现较小的声场不均匀度的特性。在实际应用中,由于扬声器线阵列是由单节箱体堆叠而成,实际的不连续对声场产生影响,尤其在声波波长远小于相邻单元中心距的高频段。为改善扬声器线阵列的高频性能,在高频段采用声波导结构将压缩策动单元辐射口的圆形声源变成狭长矩形声源,多个波导紧密排列,形成更趋向于理想线声源的柱面波。  本文以扬声器线阵列高频波导为研究对象,研究如何使高频波导阵列更趋近于理想线声源,以及如何衡量及测量其与理想线声源之间的差距。本文介绍了扬声器线阵列的基本理论模型和乘积理论、菲涅尔原理等基本分析方法。对于实际扬声器线阵列与理想线声源之间的差距,本文讨论了现有的等间距基本模型,并针对每节阵列单元使用多个高频波导的实际情况,提出了一种新的不等间距的改进模型。在改进模型中,定义新的参量总有效辐射率及间隙比,与等间距基本模型中有效辐射率相对应,用来衡量实际阵列与理想线声源的逼近程度。采用数值仿真的方法分析了基本模型及改进模型中的声场,并进行数据对比分析。最后,为了准确测量出高频波导阵列有效辐射率这一声学参数,本文通过运用乘积理论,并借用光学上的菲涅尔原理,找到特定角度上有效辐射率与垂直指向性函数的简明关系,提出了一种可以快速简便地得到线阵列有效辐射率的测量方法。本文依据此方法对一实际高频波导阵列实施了测量实验,证明了此方法的快速性及简便性。继而,设计验证实验,通过验证实验的数据与误差分析,证明了此方法的有效性及准确性。
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