Kohärente Wellenfront-Summation in Hochtonsektionen von Line-Source-Systemen
Zusammenfassung. Ein Line Array verhält sich nur dann wie eine Line Source, wenn seine Hochtonsektionen zu einer durchgehenden Wellenfront koppeln. Diese Notiz erklärt die Physik der kohärenten Summation, die Rolle der Wellenleiteröffnung und das, was die IsoPhase-Geometrie erreichen soll.
Zwei Quellen, eine Wellenfront
Zwei Quellen, die dasselbe Signal abstrahlen, summieren sich kohärent dort, wo ihre Weglängen übereinstimmen, und interferieren destruktiv dort, wo die Differenz sich einer halben Wellenlänge nähert. Bei 10 kHz beträgt die Wellenlänge 34 Millimeter, daher erzeugen zwei Hochtontreiber im Abstand von einem Meter im Freifeld einen Kamm aus Keulen und Nullstellen statt einer gleichmäßigen Abdeckung. Deshalb ergibt eine Reihe einzelner Hörner noch keine Line Source.
Die klassische Anforderung, in den 1990er Jahren in der Wellenfrontformung formalisiert, lautet, dass benachbarte Quellen entweder innerhalb eines Bruchteils einer Wellenlänge zueinander liegen oder über den größten Teil der Array-Front eine flache, zusammenhängende Wellenfront abstrahlen. Bei hohen Frequenzen ist nur die zweite Bedingung erreichbar, und sie ist ein Geometrieproblem: Der Wellenleiter muss den Austritt eines Kompressionstreibers, der klein ist, in ein hohes, flaches, phasengleiches Band umformen.
Was die Öffnung steuert
Ein Wellenleiter hält seine angegebene Abdeckung nur, solange seine Öffnung groß im Vergleich zur Wellenlänge ist. Unterhalb dieses Bereichs weitet sich die Richtcharakteristik unabhängig von der Form des Flares in Richtung Kugelcharakteristik; oberhalb davon legt die Wandgeometrie den Winkel fest. Je größer die durchgehende Öffnung ist, die ein Array-Element darbietet, desto tiefer liegt die Frequenz, bis zu der das Array die Richtwirkung behält. Deshalb sind vollflächige Wellenleiter ein bestimmendes Merkmal großformatiger Elemente.
Die IsoPhase-Geometrie
IsoPhase ist die SSOUNDS-Wellenleitergeometrie, die mehrere Kompressionstreiber in einer isophasischen Öffnung summiert: eine Fläche, über die die Wellenfront mit angeglichener Phase austritt. Benachbarte Gehäuse fügen dann ihre Öffnungen Kante an Kante zusammen, sodass ein Hang eher einem durchgehenden Band als einem Stapel diskreter Strahler entspricht. Die Abdeckung bleibt über die Publikumsebene hinweg gleichmäßig, und die Summation bleibt vorhersagbar, wenn Elemente hinzugefügt werden, was die Eigenschaft ist, auf der die Array-Vorhersage beruht.