帅英年

大家知道，超低音箱具有圆形的指向特性(俗称没有指向性)。但在工程实际中，由于场地限制等原因，有时希望它能定向辐射。

为了实现超低音的定向辐射，需要两只以上的超低音箱。鉴于超低音箱的频带较窄，因此，适当的间置和延时，即可利用干涉现象使向某些方向的辐射减弱、某些方向的辐射加强，从而在一定程度上实现定向辐射。

设有A和B两只超低音箱，配置如图1所示。馈以同值、同频的低频纯音信号，但B延时四分之—周期，且令

 考虑到：

1．超低音箱的三维指向特性接近于球形；

2．两箱的相对距离不算太近。

因此，不妨把A、B当作独立的小球源。根据波动方程，A、B在空间产生的声压分别为

式中A为声源振幅；r₁、r₂分别为A、B到远场Q点的距离(平均距离为r)；T为信号周期；k为波数（k=ω／C₀)。又，C₀为波速。

由于r>>L，在远场有

但r₁、r₂，对位相的影响不能忽略。由图1可见

并考虑到(ωT/4)=π2，（1）式可改写为

根据迭加原理，Q点的声压应为：

 

由式可得辐射指向特性

其图象如图2所示，可见指向了一侧。上述原理可推广至多只音箱。

图3为用三只BOSE 502B实现定向辐射的情形(计算机声场仿真)。502B的频响范围为63—126Hz，中心频率f约为100Hz。令每两只音箱(A与B、B与C)相距四分之一波长，即

式中L为两只音箱之间的距离，C。为声速，f为音箱中心频率。

同时，令激励B、C的信号相继延时四分之一周期，即

式中τ为相继延迟时间。

在图3中，灰度表示相对声级(白色为最高声级)。作为对比，图4给出没有延时的情况。

必须指出，以上办法仅适用于窄带辐射。