线阵列是一种扬声器单元的阵列方式，它可以对声音进行良好的控制，并在产生反馈之前提供适当的增益。为了合理得当地使用线阵列扬声器，设计者必须明确扬声器设计和操作的一些基本原理。

 

 

一、标准的扬声器结构

 

标准的扬声器是点声源，点声源的声学特性

 

球面波辐射

 

 

球状

声波传播以三维的方式进行

当距离增加一倍时，因为距离产生的损耗 = -6 dB

这就是所谓的平方反比定律

 

 

损耗dB = 20*LOG [Dft/3.28]

数学的基本原理

 

理论上的点声源：

2 X 半径 R = 4 X 面积  

4 X 面积 = 四分之一 能量, 或 6 dB 声压级损失

因此，平方反比定律为：距离每增加一倍损失6dB

 

 

二、线阵列的特性

柱面波辐射：当距离每增加一倍时，距离所造成的损耗=-3dB，只适用于近场。

柱体= 纵向的

声波以二维的方式传播

线阵列利用声波干涉原理（增强或减弱）来限制声波的辐射角度

 

 

数学的基本原理

 

理论上的无限线声源：

2 X 半径 R = 2 X 面积

2 X 面积 = 二分之一能量, 或 3dB 的声压级损失

因此，无限点声源在距离增加一倍时，只损耗3dB

 

 

线阵列系统

 

 

平方反比定律:

 

 

距离每增加一倍，距离引起的损耗=-3dB,只适用于近场。

 

三、近场/远场

一个设计者如何决定线阵列的近场或远端场呢？

 

 

所有有限线声源在一定距离后会转变为点声源，这是因为在远距离的听众看来，声源更像是一个点而不是线，把这个转变距离称作该线声源的临界距离。

 

近场和远场的比较

 

 

基本线阵列扬声器频率耦合的几何学

 

 

为了合理地耦合所有超过5kHz的频率，换能器件必须小于2.67”（170px）。这对实际设计来说是完全不现实的。线阵列如果建立在一堆简易扬声驱动单元的堆砌上，是不可能在高频下作为线声源使用的 。

 

 

 

近场计算的数学原理

 

 

如何决定必要的阵列高度？

 

取决于以下各量组成的矩阵：

 

竖直的覆盖角；

 

 

传播距离；

传播环境的混响特性；

竖直的覆盖角；

阵列地点；

听众位置的最低点；

听众位置的最高点。

线阵列必须可以“看到”每个听众位置，并且用无阻碍的“投射”传播声音。

 

投射距离

 

 

如何决定必要的阵列高度？

 

 

一般来说，为了保证柱面波，阵列的高度必须大致是所要求最低频率高度的6倍。注意：这只是阵列的近场，一般是阵列高度的6倍。

 

如何估计一个线阵列的投射距离？

 

 

 

混响对阵列高度的影响

 

 

 

 

 

 

四、混响场下的线阵列

 

实际的和估算的混响时间（RT60），混响时间是用点声源进行测量和估计的，对线阵列扬声系统而言，保持其低频性能的稳定性是很重要的，以上观点在混响场中尤为重要。

 

 

 

 

一个真正担心的问题 — 不平衡的混响声

 

如果柱面波的传播只有在高频的时候被控制— 那么产生”估算的RT60“ 的声音能量也只能影响高频，整个房间听起来会“嗡嗡”作响。

 

 

举例说明：

 

 

 

注意事项：阵列的中心点必须保持足够近的距离，来保证高的一致性。这取决于应用。

 

五、建立一个线声源

 

 

 

 

 

 

 

六、线阵列

 

 

带有带状驱动单元的换能器

 

 

带状的换能器有着巨大的优势，因为有等相位的特质。

 

 

七、音箱墙与线阵列

 

 

是一个线阵列 ?还是只是“堆砌”的音箱？

 

平面阵列和仿真

 

 

堆叠的音箱

 

 

带有金属波导管结构的堆叠音箱

 

 

 

音箱的波导管

 

球状换能器中仿照平面换能器设计的隐藏于箱体中的波导管。

 

 

扬声器的管道

 

更多的“波管道”和更多的相位异常。

 

这个波导管有8 个路径长度和8个声中心

 

带有金属扇片的扬声器

 

 

线阵列可以在没有干扰的情况下自然耦合