线阵列音箱

音箱种类

线阵列音箱是一组排列成直线、间隔紧密的辐射单元，并具有相同的振幅与相位。

创始者

虽说是按直线排列，但覆盖面排列的角度有所不同。线阵列音箱的概念并不是今天才有的，最初是由美国著名声学专家H．F奥尔森提出的。1957年奥尔森先生出版了经典声学专著『声学工程』（AcousticalEngineering）中，论述了线阵列音箱特别适合远距离声辐射。这是因为线阵列音箱能够提供非常良好的垂直覆盖面的指向性，以取得良好的声效果。

使用历史

到了70年代出现了最早的线阵列音箱，不过当时尚不完善。是以“声墙”形式出现的。数十只甚至上百只音箱水平堆积、垂直叠放形成声墙，上万瓦的功率一开起来确实地动山摇、气势不凡。但人们很快发现了它的不足，不仅需要太多音箱，而且音箱之间的相互干涉，使得音质变坏，指向性、覆盖面都受到影响。1983年在欧洲AES会上，Philips公司介绍了一种Bessel函数阵的概念采用一种简单的加权因子来解决这一问题。但是要制造Bessel阵必须从Philips公司得到许可证，也要付出相应代价。有趣的是采用线阵列音箱的各公司对Bessel阵不置一词、讳莫如深。用的线阵列音箱系统已经充分改进，与初期不可同日而语。在结构上也相当实用。例如几十只箱，在一小时之内，即可完成组装、吊挂、接线，马上投入使用。

技术方法

首先，什么是高质量音响系统的目标？提供明确规定的、从坐位到坐位尽可能一致的全频覆盖。但是，传统的扬声器群方法，由于音箱之间的相互作用而产生的干扰，在达到这个目标方面，存在着固有的限制。

提供具有较好的音质（较少的梳状滤波）、较好的覆盖、更有效地利用放大器功率的系统。

办法分类

(1)以足够的声压级覆盖大量的听众，要求多只扬声器（一只扬声器，在理论上是理想的解决办法，但是不能提供必要的声压级或者覆盖）。

(2)传统上，这意味着多个梯形音箱，排列得尽可能紧凑，一个音箱覆盖一个特定的区域。这是一个把破坏性覆盖图形重叠降低到最低限度的企图（这就引起时间到达/相位的不规则和形成梳状滤波、不均匀的频率响应、不良的还原等等）。结果是传统的扇形多梯形扬声器阵列。

(3)即使采用严格的图形控制，相邻装置之间的图形重叠依然发生，由于不同的路径长度和信号到达时间，造成与频率和位置有关的干扰（梳状滤波）形成的抵消，从坐位到坐位，在频率响应和声压级中引起广泛的变化。

(4)扇形阵列的另外一个固有的限制是，为了降低图形重叠，应当只有一组扬声器单元指向给定的听众区域。总的声压级因此受到该组单元的能力的限制。试图通过把多个声源指向同一个听众区域来提高给定区域的声压级（实质上使阵列变得平坦），则由于重叠的图形（梳状滤波）而增加相位抵消。

(5)传统的系统投射的是球面波阵面，在水平和垂直两个平面内均匀扩张。声压级（SPL）服从反平方规律，它表明，当距离增加一倍时，声压级下降6dB。实际的效果是，对于常规系统，为了把足够的声压级送到覆盖图形的后面，覆盖图形的前面有可能过响。

(6)在试图提供足够的声压级的过程中，随着扬声器单元的数目的增加，各种到达时间和相位抵消形成混乱的声场。因此，为了克服房间内在总声压级上的相位抵消效应，要求额外的功率。

解决办法

(1)对这些问题的解决办法是创造一个虚拟单声源。这个在理论上理想的解决办法（依据定义），消除图形重叠、来自邻近声源的相位抵消等等。但是，在整个音频频带内的实现变得复杂起来。

(2)传统的线阵列概念是由Olson，Beranek以及其他人发展的。1988年，ChristianHeil博士和MarcelUrban教授从事研究，结果产生了要求的条件的定义。在这些条件下，可以在可听的频率范围内，有效地把单独的声源耦合起来，创造虚拟单声源。有关的参数包括波长、每个声源的表面积、相对声源间距。

(3)这项研究的一个整体组成部分是Heil博士和Urban教授把菲涅耳分析应用到理解音频干涉现象。利用1800年代早期的原理（分析光学干涉），确定了L-ACOUSTICS波阵面纠正技术的准则。

(4)Heil博士和Urban教授1992年3月在AES发表的论文（预印本No.3269）引用了这些准则，

它们可以总结如下：

如果满足下列条件中的一个或者两个，那么在一个平面或者连续弯曲的表面上，排列成阵列、并且声源之间具有规则间距的声源集合，等效于其尺寸与整个集合相同的单个声源：

a.声源之间的间距（步长，定义为相邻声源的声学中心之间的距离），在工作频带的所有频率，小于波长的一半。

b.单独的声源产生的波阵面是平面的（平坦的和矩形的，在声源的输出有不变的相位），并且声源的组合面积（有效辐射系数）至少填充目标辐射表面区域的80%。

(5)线源阵列的性能和单独扬声器箱的设计，受到WST准则的物理学的严格支配。

(6)扬声器的外形尺寸支配着中低频扬声器能够满足第一个准则，但是高频压缩驱动器则不能支配（外形尺寸太大了）。

(7)为了正确耦合，高频部分必须符合第二个准则。这就直接导致了取得专利权的DOSC波导，它是第一个能够产生矩形、不变相位平面输出的高频装置。这种取得专利权的DOSC波导是L-ACOUSTICSV-DOSC、dV-DOSC、ARCS系统的心脏。

(8)L-ACOUSTICS对这些概念的应用，在整个的频率范围，形成虚拟单个单元线声源系统，必要的时候，可以对它进行发展和巧妙的处理，以产生需要的覆盖图形。

(9)正确地应用波阵面纠正技术，线声源系统产生的圆柱形波阵面，当距离增加一倍时，可以下降3dB（相反，传统点声源系统的球面形波阵面，当距离增加一倍时，下降6dB），从前到后，形成更均匀的覆盖。

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