一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源的製作方法
2023-05-06 08:38:56
一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源的製作方法
【專利摘要】一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，包括聲頻定向聲源信號處理及驅動電路、換能器陣與反射吸聲裝置。本發明的優點在於通過在聲頻定向聲源換能器後方的反射吸聲裝置大幅降低了一次以上反射聲波的強度，能夠有效克服聲波反射對聲頻定向聲源聲波束私密性造成影響的缺陷。
【專利說明】一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聲頻定向聲源，特別是一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源。
【背景技術】
[0002]聲頻定向聲源是一種利用聲參量陣實現聲頻聲波定向傳播的聲源。與傳統非定向聲源相比，聲頻定向聲源可使聲頻聲波在一圓柱或圓錐狀空間內定向傳播，在很大程度上減少了聲音對周圍環境的噪聲汙染，並使聲頻聲波在局部空間內傳播以提供一種安靜而私密的聲音。
[0003]聲頻定向聲源發出的聲頻聲波束在無障礙的空間中定向傳播時，聽眾只能在聲波傳播區域內聽到該聲波，但當碰到反射物時，如牆面、地面時，該聲波束會像光束一樣產生反射。這種反射，尤其是在多個反射面上的多次往返反射，會在一定程度上削弱聲頻定向聲源所產生的聲音私密性，
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，解決由於聲頻定向聲源產生的聲波束多次反射造成私密性下降的問題。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案加以實現:一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，包括:
[0006]聲頻定向聲源信號處理及驅動電路，用以對聲頻信號進行處理、阻抗匹配與功率放大；
[0007]換能器陣，與聲頻定向聲源信號處理及驅動電路輸出端連接，並由多個換能器排布成陣列，將聲頻定向聲源信號處理及驅動電路輸入的電信號轉換為聲信號；
[0008]反射吸聲裝置，安裝於換能器陣背後，用以對反射的聲波束進行吸收，大幅降低一次及以上反射聲波的強度。
[0009]本發明在聲頻定向聲源的換能器陣後加入了吸聲裝置，並利用吸聲裝置吸收一次以上反射聲波束的能量。與一般聲頻定向聲源相比，本發明提供了一種降低反射對聲束私密性影響的聲頻定向聲源。
[0010]本發明的優點在於通過在聲頻定向聲源換能器後方的反射吸聲裝置大幅降低了一次以上反射聲波的強度，能夠有效克服聲波反射對聲頻定向聲源聲波束私密性造成影響的缺陷，使聲頻定向聲源成為一種具有良好局部聲波傳播特性的私密聲源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1示出了帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源的系統結構。
[0012]圖2示出了反射吸聲裝置的尺寸計算。
【具體實施方式】[0013]圖1示出了帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源的系統結構。帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源由聲頻定向聲源信號處理及驅動電路(I)、換能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)組成。聲頻定向聲源信號處理及驅動電路(I)將聲頻信號處理後進行功率放大，然後通過阻抗匹配電路將電信號輸入到換能器陣(2)中；換能器(2)將輸入的電信號輪換為相應的超聲信號發射到空氣中。該超聲信號在空氣中通過聲波傳播的非線性作用，即聲參量陣原理自解調出聲頻聲波，該聲頻聲波繼承了超聲波的指向性，從而實現聲波聲頻的定向傳播。
[0014]換能器(2)首先產生定向直射聲頻聲波束(5)，並直射到地面等障礙物上；通過這些障礙物形成一次反射聲波束(6);一次反射聲波束(6)會有一部分反射回換能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)處，此時，通過控制換能器平面與反射平面平行、對中可以使反射聲波束(6)的大部分被反射到反射吸聲裝置(3)覆蓋的範圍內，最大限度地實現對一次反射聲波(6)的吸收,從而大幅降低反射聲波對聲頻定向聲源聲音私密性的影響。此外,反射吸聲裝置(3)的形狀與換能器陣(2)外形相似，但等於或大於換能器陣(2)的面積，一般要求其大小能夠覆蓋一次反射波束(6)。一次反射波束(6)經反射吸聲裝置(3)吸收後，其通過換能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)反射的二次反射波束(7)的能量大幅降低，反射吸聲裝置
(3)的吸聲係數越大，二次反射波束(7)的能量就越低。 [0015]反射吸聲裝置(3)可採用共振吸聲結構、穿孔板吸聲結構，或將巖棉材料、離心玻璃棉、矽酸鋁棉等製成平板狀安裝於換能器陣(2)之後以實現吸聲；換能器陣(2)採用稀疏陣形式布置，在陣元與陣元之間放置吸聲材料或結構，實現換能器陣(2)部分的局部吸聲。
[0016]圖2示出了反射吸聲裝置的尺寸計算。為保證最大限度地實現一次反射聲波束
(6)的吸收，反射吸聲裝置(3)的尺寸應確保能夠覆蓋一次反射聲波束(6)。此時應確保換能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)所在平面儘量與地面平行。以正方形換能器陣為例，反射吸聲裝置⑶也須為正方形，其邊長L2與換能器邊長L1、安裝高度H、指向性半角Θ之間的關係為:L2≥LMHtan Θ。
【權利要求】
1.一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，包括: 聲頻定向聲源信號處理及驅動電路，用以對聲頻信號進行處理、阻抗匹配與功率放大； 換能器陣，與聲頻定向聲源信號處理及驅動電路輸出端連接，並由多個換能器排布成陣列，將聲頻定向聲源信號處理及驅動電路輸入的電信號轉換為聲信號； 反射吸聲裝置，安裝於換能器陣背後，用以對反射的聲波束進行吸收，大幅降低二次及以上反射聲波的強度。
2.根據權利要求1所述帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，其特徵是:所述反射吸聲裝置與換能器陣外形相似，其特徵尺寸大於換能器陣對應的特徵尺寸；為保證對一次反射聲波束的最大吸收，反射吸聲裝置應覆蓋一次反射聲波束。
3.根據權利要求1所述帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，其特徵是:所述反射吸聲裝置可採用共振吸聲結構、穿孔板吸聲結構，或將巖棉材料、離心玻璃棉、矽酸鋁棉等製成平板狀安裝於換能器陣之後以實現吸聲。
4.根據權利要求1所述帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，其特徵是:所述換能器陣採用稀疏陣形式布置，在陣元與陣元之間放置吸聲材料或結構，實現換能器陣部分的局部吸聲。
5.根據權利要求1所述帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，其特徵是:為保證最大限度吸收一次反射聲波，所述反射吸聲裝置為正方形時，其邊長L2與換能器邊長L1、安裝高度H、指向性半角θ之間的關係為:L2≤LMHt`an Θ。
【文檔編號】H04R1/32GK103888869SQ201410055562
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】胡紅革, 張雄輝 申請人:胡紅革, 張雄輝