[发明专利]一种线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法

权利要求书

1.一种线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，包下述步骤：

步骤一、基于消声室测量短线阵列扬声器系统的脉冲响应：

在消声室环境下测量得到短线阵列扬声器系统不同垂直指向角的脉冲响应；所述垂直指向角为线阵列扬声器参考轴和测量轴之间的夹角；

步骤二、推算长线阵列扬声器系统的垂直指向性：

首先截取短线阵列扬声器系统每个脉冲响应文件中的前沿瞬态时间和后沿瞬态时间；然后根据截取的脉冲响应，计算n个短线阵列排列成长线阵列后，各短线阵列辐射声波之间在各垂直指向角的时间差Δt；接着，将各短线阵列所截取的脉冲响应进行10倍以上的升采样处理；进而根据所得到的时间差Δt和升采样处理的脉冲响应采样频率，计算各短线阵列之间的采样单位差，接着对n个短线阵列同一垂直指向角的脉冲响应进行位移并线性叠加，得到长线阵列的脉冲响应；最后将长线阵列的脉冲响应进行傅里叶变换，并计算垂直指向性数值。

2.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法,其特征在于，在步骤一中，所述消声室环境须满足的自由场条件为：在扬声器与测量中所用的传声器之间的声场区域内，从点声源到距离r处的声压按1/r的规律而减小，其误差不超过±10％。

3.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，在步骤一中，所述脉冲响应通过白噪声法、MLS法或扫频信号法测量获得，测量的具体要求如下：

(1)在扬声器和传声器之间声场的远场区域进行测量，远场区域为距离大于d＝1.5*F*l²的区域，其中F为辐射声波频率，单位kHz，其最高频率受消声室最大测量尺度L限制；l为短线阵列长度，单位m；

(2)测量的垂直指向角范围为0°～355°，角度分辨率≥5°。

4.根据权利要求3所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，步骤一中，测量得到的短线阵列扬声器系统脉冲响应以PCM编码格式的文件保存，采样频率至少为44.1kHz，幅度量化至少为16bit。

5.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，步骤二中，所述前沿瞬态时间为幅度由0到脉冲响应最高点的时间，所述后沿瞬态时间为脉冲响应的能量从初始值衰减到0.1％以下的时间；实际测量得到的脉冲响应文件为离散数字信号，通过反向积分法对脉冲信号数值进行积分求得脉冲响应的能量衰减，具体公式如下：

〈s²(t)>_h＝∫_t^∞h²(τ)dτ

其中s(t)为t时刻脉冲响应的能量，h(τ)为测量出来的脉冲响应函数。

6.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，步骤二中，n个短线阵列排列成长线阵列的方式为：各短线阵列扬声器箱体直线排列，相邻箱体的参考轴之间的夹角为0°。

7.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，计算各短线阵列辐射声波之间在各垂直指向角的时间差Δt，具体由各短线阵列达到传声器的声程差除以声速得到对应的时间差。

8.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，步骤二中，所述计算各短线阵列之间的采样单位差，记为ΔS，涉及的公式为ΔS＝N*Fs*Δt，其中N*Fs是N倍升采样处理后脉冲响应的采样频率。

9.根据权利要求1所述的线阵列扬声器系统垂直指向性的测量和推算方法，其特征在于，步骤二中，所述将长线阵列的脉冲响应进行傅里叶变换，所述傅里叶变换采用离散傅里叶变换或快速傅里叶变换，然后由时域转换为频域，计算各垂直指向角的离散傅里叶变换或快速傅里叶变换各频段的方均根幅值并作为垂直指向性数值。