第2章
线声源扬声器阵列的构成及采用的技术

2.1　线声源扬声器阵列准则

第一准则：相邻声源（扬声器）声学中心之间的距离被称为步长，在工作频带内，所有声源应做到步长小于辐射声波波长的一半。

第二准则：单独声源（扬声器）所产生的波阵面是平面，在声源输出口的声波具有同一且不变的相位，声源的组合面积至少应填充阵列辐射表面区域的80%（有效辐射系数）。

线声源扬声器阵列准则示意图如图2-1所示。

图2-1　线声源扬声器阵列准则示意图

图2-1中，5个声源（扬声器）组合为线声源扬声器阵列，步长分别为H1、H2、H3、H4、H5，组合面积为（H1×W+H2×W+H3×W+H4×W+H5×W）≥线声源扬声器阵列辐射表面区域（H×W）的80%。其中，H是线声源扬声器阵列的高度。

当多只独立声源在一个平面或弯曲面上按照规则排列组合在一起时，若能满足两个准则中的一个，则可等效为一个具有与组合尺寸一样大的单一线声源。

线声源扬声器阵列由多只线声源扬声器组成。线声源扬声器由多只高频、中频、低频扬声器单元发出相应频率的声波。

声波的频率范围（带宽）为20～20000Hz。表2-1给出31.5Hz～16kHz频率范围的声波波长及步长。

表2-1　31.5Hz～16kHz频率范围的声波波长及步长

由于扬声器单元口径的限制，因此并非带宽内的所有声波频率都满足步长≤（1/2）波长，现分别以1英寸、4英寸及6英寸口径的扬声器单元紧密垂直排列为例，其步长、波长、频率之间的关系见表2-2。

表2-2　步长、波长、频率之间的关系

注：1英寸=2.54cm。

由表2-2可知，当1英寸口径的扬声器单元作为声源时，在声波频率6692Hz下满足步长≤（1/2）波长的要求；当4英寸口径的扬声器单元作为声源时，在声波频率1673Hz下满足步长≤（1/2）波长的要求；当6英寸口径的扬声器单元作为声源时，在声波频率1115Hz下满足步长≤（1/2）波长的要求。也就是说，在20～20000Hz带宽内，较低的频率能满足线声源扬声器阵列第一准则。