本發(fā)明涉及一種擴音設(shè)備，特別是涉及一種擴聲用折疊式號筒。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代擴聲應(yīng)用中，有許多特殊應(yīng)用場合，需要超高聲壓級（通常大于130db）的擴聲設(shè)備，例如：海嘯、地震等災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)；海上船舶喊話設(shè)備；警用車載、交通疏導(dǎo)指揮、直升機載喊話設(shè)備等等，均需要超高聲壓級的擴聲設(shè)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(yīng)用條件下，要想在遠(yuǎn)距離處獲得較大的聲壓，只有提升號筒的初始聲壓級。

現(xiàn)實應(yīng)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(jié)構(gòu)來提升靈敏度，提高效率。2、采用多號角陣列結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，如圖1所示。但是，傳統(tǒng)的組合式號角，隨著數(shù)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(zhì)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(chǎn)生梳狀波，使系統(tǒng)頻率響應(yīng)產(chǎn)生局部增加，局部抵消。從而導(dǎo)致擴聲效果惡化。產(chǎn)生這一問題的根源在于，不同號角產(chǎn)生的聲波，在到達(dá)某一位置時路徑差造成的。如圖3所示，由于路徑差△l而導(dǎo)致的相位差，是產(chǎn)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(dá)，路徑差產(chǎn)生的時間差△l=0）。

技術(shù)實現(xiàn)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(shè)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(dá)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(fù)載號角、和設(shè)置在箱體內(nèi)的一套聲源系統(tǒng)；每套聲源系統(tǒng)包括依次連接的驅(qū)動器，與驅(qū)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(fù)載號角相連，喉管的中心線x與負(fù)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拋物面。

進一步的，喉管的中心線x與負(fù)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(zhuǎn)換器。更進一步的，柱面波波形轉(zhuǎn)換器是植入喉管中的梭形相位塞。

進一步的，拋物面的對稱軸線與負(fù)載號角的中心線y平行，喉管的中心線x經(jīng)過拋物面的焦點，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(fù)載號角相連并平行于負(fù)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(cè)板，側(cè)板分別與喉管和負(fù)載號角相連。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，解決了現(xiàn)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(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)換，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)多種組合模式，有效拓展其應(yīng)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(xiàn)超高聲壓系統(tǒng)。可廣泛應(yīng)用于海上船舶喊話、交通疏導(dǎo)指揮、警用車載、機載等需要超高聲壓級的擴聲應(yīng)用中。

附圖說明

下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為陣列式柱面波耦合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明一種擴聲用折疊號筒反射面為拋物面的示意圖；

圖10為傳統(tǒng)號角適用折疊方式的結(jié)構(gòu)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(xiàn)可調(diào)覆蓋角度功能的示意圖；

附圖標(biāo)號：

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

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細(xì)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(fù)載號角3、和設(shè)置在箱體內(nèi)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(qū)動器5，與驅(qū)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(fù)載號角3相連，喉管6的中心線x與負(fù)載號角3的中心線y呈一定夾角a，夾角a是90度，聲波反射器的反射面10是一個拋物面。聲源系統(tǒng)4因為可以折疊，能夠充分利用箱體2的內(nèi)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(zhuǎn)換器8。柱面波波形轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器8，該轉(zhuǎn)換器的聲學(xué)特性為：將傳統(tǒng)號角的球面波點聲源特性轉(zhuǎn)換為柱面波線聲源特性，詳見專利zl201320153532.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(fù)載號角3相連并平行于負(fù)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(cè)板12，側(cè)板12分別與喉管6和負(fù)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(shè)置。采用柱面波耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計，而非傳統(tǒng)組合號角的陣列式球面波耦合結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(dǎo)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是一個拋物面，拋物面的對稱軸線與負(fù)載號角的中心線y平行，喉管的中心線x經(jīng)過拋物面的焦點f。由拋物面反射特性可知，當(dāng)聲源點位于焦點f處，經(jīng)過拋物面反射，總是形成平行于y軸的波陣面。本發(fā)明的折疊號筒首先經(jīng)過波形轉(zhuǎn)換口，由球面波轉(zhuǎn)換為柱面波，柱面波為等相波陣面。其次，柱面波等相波陣面經(jīng)拋物面聲反射后，仍保持其特性，只是傳播方向發(fā)生改變。由拋物面反射特性可知，柱面波為等相波陣面，經(jīng)聲反射鏡反射后，將發(fā)生折轉(zhuǎn)效應(yīng)，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(jié)構(gòu)的傳輸效率。此外，因為喉管的中心線x經(jīng)過拋物面的焦點f,使拋物面能夠適應(yīng)喉管中心線x與負(fù)載號角中心線y的任意夾角，保證經(jīng)反射折轉(zhuǎn)的柱面波傳輸方向總是沿著負(fù)載號角中心線y的方向。

如圖10所示，傳統(tǒng)號角適用折疊方式的結(jié)構(gòu)示意圖，由于沒有經(jīng)過波形轉(zhuǎn)換器，因此其聲波特性為球面波，在聲波反射折轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生振蕩雜波導(dǎo)致聲波間相互抵消，干涉。使傳播效率大大降低，失真嚴(yán)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(yīng)的，可實現(xiàn)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(xiàn)可調(diào)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(xiàn)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(xiàn)寬角覆蓋。

本發(fā)明折疊號筒構(gòu)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(jīng)數(shù)控切割成型，其裝配孔由數(shù)控機床精確定位鉆

孔，與反射板及左右側(cè)板裝配孔匹配。拋物面狀反射板和左右側(cè)板為鋁合金拉伸型材，經(jīng)剪切下料而成，其模具由數(shù)控加工而成。聲波反射器有反射板和上下蓋板，左右側(cè)板由螺釘緊固裝配而成，其翼板孔分別與喉管和負(fù)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zl201320153532.x）

負(fù)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(jù)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?？箾_擊、耐腐蝕，箱體可預(yù)留螺釘孔與機架（依據(jù)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(yù)留孔與負(fù)載號角裝配孔相匹配，由緊固螺栓連接成型。