[发明专利]定向声学设备

说明书

一种定向声学设备，具有声源或声学接收器、以及导管，声源或声学接收器声学耦合至导管并且在导管内，声能从声源沿传播方向行进或沿该传播方向行进至声学接收器，导管具有导管结构终止的有限范围。导管具有辐射部分，辐射部分具有辐射表面，该辐射表面具有泄漏开口，泄漏开口限定受控泄漏，通过泄漏开口，从源辐射到导管中的声能可以泄漏到外部环境，或通过该泄露开口，外部环境中的声能可以泄漏到导管中。导管中的声能到达外部环境或外部环境中的声能进入导管的声能的唯一路径是通过受控泄漏。泄漏开口限定了在传播方向上具有第一范围的泄漏，并且还在相对于源或接收器的位置的时间延迟恒定的沿着导管的位置处限定具有第二范围的泄漏。

背景技术

本公开涉及包括声源和声学接收器的定向声学设备。

定向声学设备可以控制所辐射或接收的声能的方向性。

发明内容

下文所提及的所有示例和特征可以以任何技术上可能的方式进行组合。

在一个方面中，一种定向声学设备包括声源或声学接收器、以及导管，声源或声学接收器声学耦合至该导管，并且在该导管内，声能从声源沿传播方向行进或沿该传播方向行进至声学接收器，该导管具有导管结构终止的有限范围。该导管具有辐射部分，该辐射部分具有辐射表面，该辐射表面具有泄漏开口，该泄漏开口限定受控泄漏，通过该泄漏开口，从源辐射到导管中的声能可以泄漏到外部环境，或通过该泄露开口，外部环境中的声能可以泄漏到导管中。导管中的声能到达外部环境或外部环境中的声能进入导管的声能的唯一路径是通过受控泄漏。泄漏开口限定了在传播方向上具有第一范围的泄漏，并且还在相对于源或接收器的位置的时间延迟恒定的沿着导管的位置处限定具有第二范围的泄漏。泄漏的范围对获得有用的方向性控制的最低频率起决定作用。在传播方向上泄漏的方向性控制的最低频率在时间延迟恒定的泄漏的方向性控制的最低频率的3倍频程(octave)内。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。导管的辐射部分可以通常是平面的。导管的辐射部分可以具有沿着圆弧放置的端部。导管的辐射部分可以是圆形扇形。辐射部分可以通常位于平面中，并且源或接收器可以位于辐射部分的平面中。辐射部分可以通常位于平面中，并且源或接收器可能不在辐射部分的平面中。辐射部分可以被弯曲以形成三维壳体。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。在传播方向上限定泄漏的泄漏开口的面积可以根据距声源或接收器的位置的距离而变化。在传播方向上限定泄漏的泄漏开口的声阻可以根据距声源或接收器的位置的距离而变化。声阻的变化可以至少部分地由以下各项中的一项或两项来实现：根据距源或接收器的距离而变化泄漏的面积；以及根据距源或接收器的距离而变化泄漏的声阻。声阻的变化可以至少部分地通过以下各项中的一项或两项来实现：根据距源或接收器的距离将声阻随空间变化的材料放置在面积恒定的周边中的泄漏开口上；以及根据距源或接收器的距离而变化泄漏面积并且在泄漏上施加声阻恒定的材料。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。在相对于源或接收器位置时间延迟恒定的位置处的导管的深度可以根据距源或接收器的位置的距离而减小。限定恒定时间延迟泄漏的泄漏开口的面积可以介于在传播方向上限定泄漏的泄漏开口的面积的约一倍至四倍之间。固定时间延迟泄漏的范围可以是期望控制方向性的最低频率下声音的至少约1/2波长。传播方向上的泄漏的范围可以是期望控制方向性的最低频率下声音的至少约1/4波长。第一范围与第二范围的比例可以小于6.3并且大于0.25。

实施例可以包括以下特征中的一个特征或其任何组合。泄漏开口可以全部在导管的一个表面中。导管可以安装到房间的天花板上，并且具有泄漏的表面可能面向房间的地板。导管可以安装在房间的墙壁上，并且具有泄漏的表面可能面向房间的地板。对于辐射设备，辐射到导管中的基本上所有的声能在其到达导管结构的端部之前可以通过受控泄漏而泄漏到外部环境。