[發(fā)明專利]一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410055562.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN103888869A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡紅革;張雄輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胡紅革;張雄輝
• 主分類號(hào): H04R1/32
• 分類號(hào): H04R1/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(shù)

聲頻定向聲源是一種利用聲參量陣實(shí)現(xiàn)聲頻聲波定向傳播的聲源。與傳統(tǒng)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(nèi)定向傳播，在很大程度上減少了聲音對(duì)周圍環(huán)境的噪聲污染，并使聲頻聲波在局部空間內(nèi)傳播以提供一種安靜而私密的聲音。

聲頻定向聲源發(fā)出的聲頻聲波束在無(wú)障礙的空間中定向傳播時(shí)，聽眾只能在聲波傳播區(qū)域內(nèi)聽到該聲波，但當(dāng)碰到反射物時(shí)，如墻面、地面時(shí)，該聲波束會(huì)像光束一樣產(chǎn)生反射。這種反射，尤其是在多個(gè)反射面上的多次往返反射，會(huì)在一定程度上削弱聲頻定向聲源所產(chǎn)生的聲音私密性，

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源，解決由于聲頻定向聲源產(chǎn)生的聲波束多次反射造成私密性下降的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)：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(hào)處理及驅(qū)動(dòng)電路，用以對(duì)聲頻信號(hào)進(jìn)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(hào)處理及驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接，并由多個(gè)換能器排布成陣列，將聲頻定向聲源信號(hào)處理及驅(qū)動(dòng)電路輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)；

反射吸聲裝置，安裝于換能器陣背后，用以對(duì)反射的聲波束進(jìn)行吸收，大幅降低一次及以上反射聲波的強(qiáng)度。

本發(fā)明在聲頻定向聲源的換能器陣后加入了吸聲裝置，并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(fā)明提供了一種降低反射對(duì)聲束私密性影響的聲頻定向聲源。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)在聲頻定向聲源換能器后方的反射吸聲裝置大幅降低了一次以上反射聲波的強(qiáng)度，能夠有效克服聲波反射對(duì)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。

附圖說(shuō)明

圖1示出了帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖2示出了反射吸聲裝置的尺寸計(jì)算。

具體實(shí)施方式

圖1示出了帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。帶反射吸聲裝置的聲頻定向聲源由聲頻定向聲源信號(hào)處理及驅(qū)動(dòng)電路(1)、換能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)組成。聲頻定向聲源信號(hào)處理及驅(qū)動(dòng)電路(1)將聲頻信號(hào)處理后進(jìn)行功率放大，然后通過(guò)阻抗匹配電路將電信號(hào)輸入到換能器陣(2)中；換能器(2)將輸入的電信號(hào)輪換為相應(yīng)的超聲信號(hào)發(fā)射到空氣中。該超聲信號(hào)在空氣中通過(guò)聲波傳播的非線性作用，即聲參量陣原理自解調(diào)出聲頻聲波，該聲頻聲波繼承了超聲波的指向性，從而實(shí)現(xiàn)聲波聲頻的定向傳播。

換能器(2)首先產(chǎn)生定向直射聲頻聲波束(5)，并直射到地面等障礙物上；通過(guò)這些障礙物形成一次反射聲波束(6)；一次反射聲波束(6)會(huì)有一部分反射回?fù)Q能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)處，此時(shí)，通過(guò)控制換能器平面與反射平面平行、對(duì)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)覆蓋的范圍內(nèi)，最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)一次反射聲波(6)的吸收，從而大幅降低反射聲波對(duì)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，但等于或大于換能器陣(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(jīng)反射吸聲裝置(3)吸收后，其通過(guò)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)的吸聲系數(shù)越大，二次反射波束(7)的能量就越低。

反射吸聲裝置(3)可采用共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，或?qū)r棉材料、離心玻璃棉、硅酸鋁棉等制成平板狀安裝于換能器陣(2)之后以實(shí)現(xiàn)吸聲；換能器陣(2)采用稀疏陣形式布置，在陣元與陣元之間放置吸聲材料或結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)換能器陣(2)部分的局部吸聲。

圖2示出了反射吸聲裝置的尺寸計(jì)算。為保證最大限度地實(shí)現(xiàn)一次反射聲波束(6)的吸收，反射吸聲裝置(3)的尺寸應(yīng)確保能夠覆蓋一次反射聲波束(6)。此時(shí)應(yīng)確保換能器陣(2)及反射吸聲裝置(3)所在平面盡量與地面平行。以正方形換能器陣為例，反射吸聲裝置(3)也須為正方形，其邊長(zhǎng)L₂與換能器邊長(zhǎng)L₁、安裝高度H、指向性半角θ之間的關(guān)系為：L₂≥L₁+4Htanθ。