[發明專利]寬帶超薄聲波擴散結構

有效

• 申請號: 201710280536.7
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107071663B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 梅玉林;王曉明;梅藝璇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04R9/06
• 分類號: H04R9/06;H04R9/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

一種寬帶超薄聲波擴散結構，包括多個聲波擴散單元，每個聲波擴散單元包括至少一個聲波傳播段，并根據需要設置與聲波傳播段相通的聲波匯聚段。其中，聲波匯聚段由填充聲學材料的聲波匯聚型腔構成，聲波匯聚型腔為變截面型腔；聲波傳播段由末端封閉的單連通聲波傳播通道構成；不同聲波擴散單元的單連通聲波傳播通道長度不同；有聲波匯聚段的聲波擴散單元，其單連通聲波傳播通道采用單層或多層或空間螺旋的結構型式，通過迂回、彎曲、盤繞或層疊緊密布置，占據寬帶超薄聲波擴散結構的部分或全部可利用空間。其中，單連通聲波傳播通道最大的長度可以達到聲波擴散結構厚度的幾十倍甚至上百倍，能最大限度地滿足低頻聲波擴散的要求。

技術領域

本發明屬于音響工程技術領域，涉及到一種寬帶超薄聲波擴散結構。

背景技術

自從20世紀70年代Schroeder擴散器問世以來，在音響工程技術領域得到了廣泛的應用，特別是在音樂廳、劇院等有較高音效要求的場所。Schroeder擴散器將聲能分散，使聲音反射到不同的方向，防止回聲和駐波，在這樣的環境中，觀眾能大飽耳福，體驗一場視聽盛宴。但是由于設計原理的局限，Schroeder擴散器的厚度與聲波波長成正比，所以當對低頻聲波提出擴散要求時，Schroeder擴散器的厚度尺寸必然很大。為了解決這一問題，本發明結合近幾年發展起來的變換聲學理論，公開了一種寬帶超薄聲波擴散結構。

發明內容

本發明采用的技術方案如下：

所述的寬帶超薄聲波擴散結構，包括多個聲波擴散單元。其中，每個聲波擴散單元包括至少一個聲波傳播段，并根據需要設置與聲波傳播段相通的聲波匯聚段。

所述的聲波匯聚段，由填充聲學材料的聲波匯聚型腔構成；所述的聲波匯聚型腔為變截面型腔，變截面型腔內填充各向同性或各向異性聲學材料；所述的各向異性聲學材料由嵌入薄膜或絲網的聲學材料構成。

所述的聲波傳播段，由末端封閉的單連通聲波傳播通道構成。

不同的聲波擴散單元，其聲波傳播段的單連通聲波傳播通道長度不同；有的聲波擴散單元沒有聲波匯聚段，僅包括聲波傳播段；有的聲波擴散單元既包括聲波匯聚段，也包括聲波傳播段，且聲波匯聚段的聲波匯聚型腔和聲波傳播段的單連通聲波傳播通道相通；包括有聲波匯聚段和聲波傳播段的聲波擴散單元，其聲波傳播段的單連通聲波傳播通道采用單層或多層或空間螺旋的結構型式，通過迂回、彎曲、盤繞或層疊等緊密布置措施，占據寬帶超薄聲波擴散結構中的部分或全部可利用空間。

所述的包括有聲波匯聚段和聲波傳播段的聲波擴散單元，其聲波傳播段的單連通聲波傳播通道布置方案如下：

(1)單連通聲波傳播通道采用單層或多層或空間螺旋的結構型式，在本聲波擴散單元內部，通過迂回、彎曲、盤繞或層疊緊密布置，占據聲波匯聚型腔外部的部分或全部可利用空間。

(2)單連通聲波傳播通道采用單層或多層或空間螺旋的結構型式，在超薄聲波擴散結構內部，通過迂回、彎曲、盤繞或層疊緊密布置，除占據本聲波擴散單元內部全部可利用空間外，還延伸到其它聲波擴散單元，占據其它聲波擴散單元內部的剩余可利用空間，特別是利用單連通聲波傳播通道長度短的聲波擴散單元的剩余空間。

所述的薄膜是無孔薄膜或有孔薄膜，包括金屬薄膜、非金屬薄膜、棉布、化纖、絲綢、麻布、呢絨、混紡、皮革等；所述的絲網包括金屬絲網和非金屬絲網；所述的聲學材料是氣體材料、固體材料或液體材料，包括空氣、氦氣、凝膠、聚氨酯、聚酯纖維、環氧樹脂、泡沫塑料、泡沫金屬、軟橡膠、硅橡膠、丁基橡膠、玻璃棉、玻璃纖維、毛氈、絲綢、布、微穿孔板等。