本發(fā)明涉及一種擴音設備，特別是涉及一種擴聲用折疊式號筒。

背景技術：

在現代擴聲應用中，有許多特殊應用場合，需要超高聲壓級（通常大于130dB）的擴聲設備，例如：海嘯、地震等災害預警系統(tǒng)；海上船舶喊話設備；警用車載、交通疏導指揮、直升機載喊話設備等等，均需要超高聲壓級的擴聲設備。

理論上，由于空氣對聲波的吸收作用，使聲波在空氣中傳播的衰減作用符合反平方理論，即傳播距離每增加一倍，其聲壓級（SPL）衰減6dB。因此，在上述特殊應用條件下，要想在遠距離處獲得較大的聲壓，只有提升號筒的初始聲壓級。

現實應用中，通常采用多個號角組成陣列號筒來提高初始聲壓級，其原理為：1、利用號角結構來提升靈敏度，提高效率。2、采用多號角陣列結構，提升系統(tǒng)總功率，同時，由于多號角間聲壓疊加作用，提高總的聲壓級。傳統(tǒng)的多單體號角組合式陣列號筒結構，如圖1所示。但是，傳統(tǒng)的組合式號角，隨著數量增多，在疊加作用下，SPL增大，而相互間的干涉作用也隨之增加，使擴聲音質變差，疊加效率降低。如圖2所示，由于多個號角同時工作時，相互之間的干涉，產生梳狀波，使系統(tǒng)頻率響應產生局部增加，局部抵消。從而導致擴聲效果惡化。產生這一問題的根源在于，不同號角產生的聲波，在到達某一位置時路徑差造成的。如圖3所示，由于路徑差△L而導致的相位差，是產生干涉的根本原因。因為，兩聲波耦合（不干涉）的前提條件是等相位（即同時到達，路徑差產生的時間差△L=0）。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種擴聲用折疊式號筒。相比傳統(tǒng)擴聲設備，本發(fā)明可以減少號筒體積，提升傳輸效率，可以組成陣列模式，有效提升聲壓級，擴大有效擴聲距離。

為達到上述目的，本發(fā)明所提供的一種擴聲用折疊式號筒，包括箱體、固定在箱體表面的負載號角、和設置在箱體內的一套聲源系統(tǒng)；每套聲源系統(tǒng)包括依次連接的驅動器，與驅動器相連的喉管，和與喉管相連的聲波反射器；聲波反射器與負載號角相連，喉管的中心線X與負載號角的中心線Y呈一定夾角A，夾角A大于零度，小于180度，聲波反射器的反射面是一個平面。

進一步的，喉管的中心線X與負載號角的中心線Y呈一定夾角A，夾角A大于30度，小于150度。更進一步的，夾角A大于30度，小于100度。尤其是，夾角A是90度。

進一步的，喉管中包括柱面波波形轉換器。更進一步的，柱面波波形轉換器是植入喉管中的梭形相位塞。

進一步的，聲波反射器的反射面是一個平面，聲波反射面經過喉管的中心線X與負載號角的中心線Y的交點C，聲波反射面與負載號角中心線Y的夾角B等于90-A/2度，反射面與喉管相連。

進一步的，聲波反射器還包括，與反射面和負載號角相連并平行于負載號角中心線Y的中間隔板，分別與反射面和中間隔板平行并等距相隔的側板，側板分別與喉管和負載號角相連。

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的缺陷，解決了現有擴聲系統(tǒng)中存在的一系列問題。本發(fā)明提供的擴聲用折疊式號筒，具有如下技術優(yōu)勢：

1.有效減少體積，便于攜帶、運輸、安裝和使用。因為本號筒通過折疊式結構設計可有效減少體積。

2.本號筒可大大提升傳輸效率。因為本號筒通過波形轉換，實現柱面波特性，相比傳統(tǒng)球面波號筒，傳輸效率大幅提升（理論上提高一倍）。

3.本號筒組成的陣列可以實現無干涉耦合疊加，有效提升聲壓級，擴大有效擴聲距離。

4.本號筒實現多種組合模式，有效拓展其應用范圍。

本號筒體積小，聲壓高，攜帶方便，適于單獨使用又可以組成陣列，通過線性疊加作用實現超高聲壓系統(tǒng)?？蓮V泛應用于海上船舶喊話、交通疏導指揮、警用車載、機載等需要超高聲壓級的擴聲應用中。

附圖說明

下面結合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其它有益效果顯而易見。

附圖中，

圖1為傳統(tǒng)組合號角結構的示意圖；

圖2為傳統(tǒng)組合號角的聲場均勻度示意圖；

圖3為傳統(tǒng)組合號角的聲像定位示意圖

圖4為本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒的剖視結構示意圖；

圖5為傳統(tǒng)號角點聲源傳輸示意圖；

圖6為本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒線性聲源傳輸示意圖；

圖7為傳統(tǒng)號角陣列式球面波耦合結構示意圖；

圖8為陣列式柱面波耦合結構示意圖；

圖9為本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒反射面為平面的示意圖；

圖10為傳統(tǒng)號角適用折疊方式的結構示意圖；

圖11本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒組成的陣列的示意圖；

圖12為本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒組成的陣列的疊加功效的示意圖；

圖13為本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒實現可調覆蓋角度功能的示意圖；

附圖標號：

1、折疊式號筒；2、箱體；3、負載號角；4、聲源系統(tǒng)；5、驅動器；6、喉管；7、聲波反射器；8、柱面波波形轉換器；9、梭形相位塞；10、反射面；11、中間隔板；12、側板。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。

參閱圖4，一種擴聲用折疊式號筒1，包括箱體2、固定在箱體表面的負載號角3、和設置在箱體內的一套聲源系統(tǒng)4；每套聲源系統(tǒng)4包括依次連接的驅動器5，與驅動器相連的喉管6，和與喉管相連的聲波反射器7；聲波反射器7與負載號角3相連，喉管6的中心線X與負載號角3的中心線Y呈一定夾角A，夾角A是90度。聲波反射器7的反射面10是一個平面。聲源系統(tǒng)4因為可以折疊，能夠充分利用箱體2的內部空間，有效減少號筒體積，便于攜帶、運輸、安裝和使用。

喉管6中包括柱面波波形轉換器8。柱面波波形轉換器8是植入喉管中的梭形相位塞9。喉管6中加裝有柱面波波形轉換器8，該轉換器的聲學特性為：將傳統(tǒng)號角的球面波點聲源特性轉換為柱面波線聲源特性，詳見專利ZL 201320153532.X。理論上，柱面波相對于球面波，其傳輸效率提高一倍。如圖5所示，點聲源傳輸，符合反平方理論，即：傳輸距離每擴大一倍，聲壓級衰減-6dB。如圖6所示，線聲源則超越反平方理論，即：傳輸距離擴大一倍，聲壓級衰減-3dB，只有點聲源衰減的一半。所以，理論上，在同等條件下，線性聲源的傳輸距離要比點聲源大一倍，即傳輸效率提高一倍。因此，本折疊式號筒為線聲源特性，相比傳統(tǒng)組合式號角的點聲源特性，其傳輸效率顯著提高。

如圖4所示，聲波反射器7還包括，與反射面10和負載號角3相連并平行于負載號角中心線Y的中間隔板11，分別與反射面10和中間隔板11平行并等距相隔的側板12，側板12分別與喉管6和負載號角3相連。

如圖11所示，本發(fā)明的折疊式號筒，因為是柱面波，多個折疊號筒可以疊加或者對稱設置。采用柱面波耦合結構設計，而非傳統(tǒng)組合號角的陣列式球面波耦合結構，因而，可使各單體聲源系統(tǒng)間的相互干涉大大降低。如圖7和圖8所示，本發(fā)明的折疊號筒的結構波形，在X方向同傳統(tǒng)號角，而在Y向則為強指向性，形成圓柱面擴散特性，圓柱形波陣面的突出特點是，在Y向疊加多只號角時，由于Y向擴散極小，且各號角均為等相位、等強度波陣面（等相位，等強度是耦合的前提條件），因此，多個號角耦合疊加，可形成統(tǒng)一一致的等相波陣面，使干涉最小。而傳統(tǒng)號角，在多只組合后，由于路徑差導致的非等相，相互干涉難以避免。

如圖9所示，聲波反射器7的反射面10是一個平面，聲波反射面10經過喉管的中心線X與負載號角的中心線Y的交點C，聲波反射面10與負載號角中心線Y的夾角B等于90-A/2度。由于本折疊號筒的喉管中加裝了柱面波波形轉換器，使得進入反射器的柱面波為等相波陣面，經過特定角度的反射面反射后，將發(fā)生折轉效應，使柱面波沿與負載號角中心線Y平行的方向傳播。并且有效抑制振蕩雜波作用，使反射效率大大提高，有效提升本結構的傳輸效率。

如圖10所示，傳統(tǒng)號角適用折疊方式的結構示意圖，由于沒有經過波形轉換器，因此其聲波特性為球面波，在聲波反射折轉時，會產生振蕩雜波導致聲波間相互抵消，干涉。使傳播效率大大降低，失真嚴重。

如圖11和圖12所示，本發(fā)明的折疊號筒具有線性耦合疊加功能。2個折疊號筒對稱布置組成一組，4組折疊號筒可以疊加組成陣列。而相應的，可實現無干涉耦合疊加，有效提升聲壓級，擴大有效擴聲距離。

如圖13所示，本發(fā)明的折疊號筒的箱體可以制成梯形截面箱體，可以實現可調覆蓋角度的功能。采用圖13a所示的組合方式，多個折疊號筒平行疊加，可以實現窄角覆蓋。采用圖13b所示的組合方式，多個折疊號筒相互貼合，可以實現寬角覆蓋。

本發(fā)明折疊號筒構成部件中，核心部件為聲波反射器。聲波反射器還包括上下蓋板。上下蓋板由厚度為10mm的鋁合金板，經數控切割成型，其裝配孔由數控機床精確定位鉆孔，與反射板及左右側板裝配孔匹配。平面狀反射板和左右側板為鋁合金拉伸型材，經剪切下料而成，其模具由數控加工而成。聲波反射器有反射板和上下蓋板，左右側板由螺釘緊固裝配而成，其翼板孔分別與喉管和負載號角的裝配孔相匹配，由螺栓緊固連接。

梭形相位塞為聚脲樹脂或鋁合金壓鑄成型（詳見ZL 201320153532.X）

負載號角為聚脲樹脂或鋁合金壓鑄成型，其水平擴散角可根據使用需求定制，垂直擴散角與箱體夾角匹配，以便系統(tǒng)組成陣列使用。

箱體材料為聚脲樹脂+玻璃纖維吸塑成型。抗沖擊、耐腐蝕，箱體可預留螺釘孔與機架（依據使用條件定制）組裝成陣列，亦可加裝背包帶以適于單獨使用。

箱體前面板預留孔與負載號角裝配孔相匹配，由緊固螺栓連接成型。