[发明专利]一种激声发生器

说明书

本发明公开一种激声发生器包括：音频信号发生器，用于产生所需的主声场音频信号，所述音频信号发生器为具有多层声场结构的内、外声场发生器；控制器，用于调整主声场音频信号频率和功率、以及音频信号的放大倍数；显示装置，用于显示当前音频信号的频率、外层声场的相位差或频率差、信号输出功率信息。采用本发明的技术方案，以解决声波的定向传输问题，使得声波在介质中传输时不发散；解决通信领域采用声音信号中核心声载波信号的保密传输问题；解决探测领域采用声音信号的定向发射问题，可以更精准地进行声音探测。

技术领域

本发明属于声处理技术领域，尤其涉及一种激声发生器。

背景技术

众所周知，激光光源具有比普通光源更多的优秀特征，例如方向性好，不容易发散，亮度高，具有很高的相干性，频率单一等等诸多特性。声音和光都具有波动性，但其有本质的区别，光是电磁波，是横波；声波是机械波、是纵波。一般介质中，光速都比声速要快很多，而且光能在真空中传播，声音不行。

由于声波与光波有着本质的区别，其产生和传播的原理都有很大差异。激光的出现使得光通信、光测量、光学研究等诸多领域出现了突飞猛进的发展，而在声学领域，依然因循着传统的研究方法。沿着制造激光的思路来对声波进行改造，让声波能像激光一样具有良好的方向性、不宜发散，尚没有见到报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种激声发生器，以解决声波的定向传输问题，使得声波在介质中传输时不发散；解决通信领域采用声音信号中核心声载波信号的保密传输问题；解决探测领域采用声音信号的定向发射问题，可以更精准地进行声音探测。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案

一种激声发生器包括：

音频信号发生器，用于产生所需的主声场音频信号，所述音频信号发生器为具有多层环状声场结构的内、外层声场发生器；

控制器，用于调整主声场音频信号频率和功率、以及音频信号的放大倍数；

显示装置，用于显示当前音频信号的频率、外层声场的相位差或频率差、信号输出功率信息。

作为优选，所述多层环状声场结构中各层均采用静电式扬声器设计，利用外层声场的牵引和挤压作用，使得主声场的发散角极小，并向中央耦合声波能量，从而达到主声场在传播过程中不发散、能量衰减小，进而形成激声。

作为优选，多层环状声场的中心为圆形主声波发生器，外层声场为多层与主声波同心的环状结构声场，构造主声波的传输通道，使得主声波在外声场的挤压之下向前传输。

作为优选，所述静电式扬声器设计原理为：音频输入信号经升压变压器送给磁体极板，在磁体极板和振膜之间施加高压；同时振膜和磁体极板外加声波谐振腔，使得产生的声波在声波谐振腔作用下产生驻波，通过网孔将声波透射出去。

作为优选，所述声波谐振腔长度受控制器微调，根据主声波的波长调整声波谐振腔长度，谐振腔发射面的网孔总面积需占波振面总面积的50％以上。

作为优选，所述外层声场比主声场超前一个固定的相位或频率。

作为优选，声波谐振腔长度L为音频信号主频率半波长的整数倍。

本发明激声发生器将产生的“定向声波”称其为“激声”，至少具有类似激光的基本性质，比如传输的方向性极好，能量集中，不发散。那么“激声”能在很多领域有用武之地，比如在水声通信领域，就可以提升水声信号的传输距离，同时提高传输的保密性，解决水下传感器节点的能耗问题；在声学探测领域，可以提高声波或超声波探伤的精度和深度；在超声波成像领域，就可以提高声波扫描的精确性。

附图说明