有限长近似线声源声学特性研究

The research subject of this project is line array, an optimized theoretical model is built by regarding the line array as an approximating finite line source based on the physical properties of line array, using physical and mathematical method and computer simulations. On the basis of the model, the radiation characteristics of the sound field are studied, mainly including the analyses of its pulse response, frequency response, near and far field radiations. Furthermore, by combining the subjective and objective evaluations together, the multidimensional perception model of line array is researched and the contribution coefficients of objective parameters to perceived sound quality are obtained, quantitatively determining the relationship between objective parameters and perceived sound quality. A loudspeaker line array model with controllable sound field based on parameters of perception sound quality is obtained, which can be applied to practical line array designs.

本项目的研究主体为扬声器线阵列，基于扬声器线阵列的物理特性，本项目中拟将扬声器线阵列抽象为有限长近似线声源，使用物理与数学方法，结合计算机仿真模拟，得到不同类型的扬声器线阵列的优化理论模型。基于此理论模型，研究其辐射声场的特性，主要为脉冲响应及其频响以及远近场特性。同时将主观音质评价、客观评价体系以及理论模型相结合，研究扬声器线阵列声场特性的多维感知模型，得出各客观参数对感知音质的贡献系数，从而量化确定各客观参数与感知音质的关系。得到一种基于感知音质参数的声场可控的扬声器线阵列模型，为扬声器线阵列的研发打下坚实的理论基础。

本项目以扬声器线阵列为研究主体，从有限长线声源的理论建模入手，分析其声场特性，考虑到实际扬声器线阵列的非连续特性，引入有效辐射率参数，从而对扬声器线阵列的理论模型进行优化，实验表明该理论模型对于扬声器线阵列的分析研究高效准确，并在此基础上提出宽频带指向性可控的扬声器阵列和高频波导线阵列非等间距模型。.在线阵列的测量方面，提出新的测量方法以评估声波导性能，该方法通过测量波导口的声场，再根据声学模型计算合成出全空间声场，与传统逐点测量法相比，该测量方法大大减小测量工作量并且具有高准确度；另一方面提出测量单节高频波导单元的指向性，再通过计算得到整个扬声器线阵列的有效辐射率的测量方法。.在客观参数与感知音质之间的联系方面，研究了声级校准方式、频谱平滑度等参数对听音结果的影响，明确了客观参数对感知音质的影响，并在一定程度上对其进行量化，同时采用虚拟听音的方法进行听音试验以快捷高效地评价扬声器线阵列。另外扬声器的客观参数方面对扬声器非线性特性进行研究，如振动系统阻尼的频率特性，空气劲度特性等。.本项目研究成果对于扬声器线阵列系统的研发有直接指导意义。