[發(fā)明專利]喇叭陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910022479.1
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN110049414B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.沃伊什維洛;A.普利納;T.利林塔爾
• 申請（專利權(quán)）人: 哈曼國際工業(yè)有限公司
• 主分類號: H04R9/06
• 分類號: H04R9/06;H04R9/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳麗來

公開用于揚(yáng)聲器陣列的實(shí)施方案，所述揚(yáng)聲器陣列將用于所述陣列的給定長度的換能器和相關(guān)聯(lián)通道波導(dǎo)的數(shù)量最大化。在一個示例中，揚(yáng)聲器陣列包括：多個換能器，所述多個換能器在所述揚(yáng)聲器陣列的豎直軸線的相反側(cè)上以相鄰組布置；以及多個通道波導(dǎo)，每個通道波導(dǎo)耦合到所述多個換能器中的不同換能器，每個通道波導(dǎo)的出口沿著所述揚(yáng)聲器陣列的所述豎直軸線彼此中心對準(zhǔn)。在所述示例中，所述多個通道波導(dǎo)的至少兩個入口沿著水平平面基本上對準(zhǔn)，所述水平平面垂直于所述豎直軸線。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于揚(yáng)聲器的換能器和相關(guān)聯(lián)波導(dǎo)的陣列配置。

背景技術(shù)

陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)可以包括多個換能器(直接輻射式、裝有喇叭式或這兩者)。通常，陣列具有寬廣的水平方向性圖案并且在豎直平面上具有窄得多的方向性。水平平面上的方向性由陣列的寬度或額外波導(dǎo)的使用確定。在豎直平面上，方向性可以改變以提供對某些收聽區(qū)域的聲音信號覆蓋。陣列的豎直方向性圖案可以由陣列的幾何形狀提供和/或通過將特定振幅和相位分布應(yīng)用于陣列的每個元件或應(yīng)用于一組元件(例如，換能器之間的延遲)來提供。例如，J形線性陣列可以為長距離收聽區(qū)域提供較窄的豎直方向性并且為近場區(qū)域提供較寬的覆蓋。在其他陣列中，選定的方向性可以由信號在陣列的元件(例如，換能器)上的振幅-相位分布來提供，而同時陣列保持筆直。

發(fā)明內(nèi)容

在其中輻射信號的波長相當(dāng)于陣列的每個單獨(dú)元件(例如，輻射體、電聲換能器)的大小和元件之間的距離的高頻下，陣列的方向性呈現(xiàn)出多個波瓣。在理想化模型中，由豎直尺寸為h且相鄰元件之間的距離為d的n個元件組成的陣列的遠(yuǎn)場豎直方向性是陣列和單獨(dú)元件的方向性之積：

其中Θ是與陣列的軸線所成的角度，是波長，f是頻率，并且c是聲速。

增加每長度的輻射元件數(shù)量同時減小元件的大小和間距(例如，最小化陣列的高度)可以導(dǎo)致更好地控制陣列的高頻方向性，并且可以降低陣列的方向性的空間粒度。用于增加每長度的輻射元件數(shù)量的方法可以包括以交錯布置來放置輻射元件或者顯著地彎曲輻射元件的波導(dǎo)以將元件定位在不同平面中。然而，交錯布置可能沒有真正地最大化每長度的輻射元件數(shù)量，因?yàn)樵谒骄S度上可能只是彼此部分地重疊。顯著地彎曲輻射元件的波導(dǎo)(例如，彎曲到接近90度)可以導(dǎo)致使頻率響應(yīng)嚴(yán)重?zé)o規(guī)律的反射。

本公開提供能比上述方法提供更緊湊包裝的成陣列的換能器和波導(dǎo)的配置，以及一種相對于上述顯著彎曲的方法而言最小化彎曲和最終反射的彎曲波導(dǎo)。例如，通過在豎直平面中彎曲并且相對于陣列的水平軸線指向?qū)ΨQ角的特定波導(dǎo)形狀而使得換能器的更緊湊位置成為可能。每對相鄰換能器的位置以特定方式布置使得換能器水平地對準(zhǔn)，并且換能器的對應(yīng)波導(dǎo)的出口豎直地對準(zhǔn)。

公開用于揚(yáng)聲器陣列的實(shí)施方案，所述揚(yáng)聲器陣列將用于所述陣列的給定長度的換能器和相關(guān)聯(lián)通道波導(dǎo)的數(shù)量最大化。在一個示例中，一種揚(yáng)聲器陣列包括：多個換能器，所述多個換能器在所述揚(yáng)聲器陣列的豎直軸線的相反側(cè)上以相鄰組布置；以及多個通道波導(dǎo)，每個通道波導(dǎo)耦合到所述多個換能器中的不同換能器，每個通道波導(dǎo)的出口(例如，輸出/出口)沿著所述揚(yáng)聲器陣列的所述豎直軸線彼此中心對準(zhǔn)。在所述示例中，所述多個通道波導(dǎo)的至少兩個入口(例如，輸入)沿著水平平面基本上對準(zhǔn)，所述水平平面垂直于所述豎直軸線。

在另一示例中，一種揚(yáng)聲器陣列包括：多個換能器，所述多個換能器包括定位在所述揚(yáng)聲器陣列的投射平面的第一側(cè)上的第一組換能器和定位在所述投射平面的第二相反側(cè)上的第二組換能器，所述投射平面包括所述揚(yáng)聲器陣列的豎直軸線；多個彎曲的通道波導(dǎo)，每個通道波導(dǎo)在所述通道波導(dǎo)的入口處耦合到所述多個換能器中的不同換能器，每個通道波導(dǎo)的出口具有定位在所述揚(yáng)聲器陣列的所述投射平面上的中心；以及外部波導(dǎo)，所述外部波導(dǎo)耦合到所述多個通道波導(dǎo)的所述出口。在這個示例中，耦合到所述第一組換能器中的換能器的所述多個通道波導(dǎo)中的每個通道波導(dǎo)的每個入口沿著水平平面與耦合到所述第二組換能器中的換能器的所述多個通道波導(dǎo)中的相關(guān)聯(lián)通道波導(dǎo)的所述入口基本上對準(zhǔn)，所述水平平面垂直于所述投射平面和所述豎直軸線。