Abstract
It is very difficult to form a desired complex sound field at a designated region precisely as an application of acoustic arrays, which is one of important objects of array systems. To solve the problem, a filter design method was suggested, which employed the concept of an inverse method using the acoustical holography based on the boundary element method. In the acoustical holography used for the source identification, the measured field data are employed to reconstruct the vibro-acoustic parameters on the source surface. In the analogous problem of source array design, the desired field data at some specific points in the sound field was set as constraints and the volume velocity at the surface points of the source plane became the source signal to satisfy the desired sound field. In the filter design, the constraints for the desired sound field are set, first. The array source and given space are modelled by the boundary elements. Then, the desired source parameters are inversely calculated in a way similar to the holographic source identification method. As a test example, a target field comprised of a quiet region and a plane wave propagation region was simultaneously realized by using the array with 16 loudspeakers.
원하는 복잡한 음장을 지정된 구역에 정확히 형성하는 것은 음향 어레이를 이용한 응용에 있어서 가장 어렵고도 중요한 일이다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 역 경계요소법을 원용한 음향홀로그래피 방법을 이용하여 원하는 음장의 특성을 얻기 위한 음원 어레이의 필터 계수를 설계하는 방법을 제안하였다. 음원 파악에 적용되는 음향 홀로그래피는 음장에서의 음압을 측정하여 표면에서의 음원 특성을 재구성하게 되는데, 이와 유사한 음원 설계 문제에서는 목적하는 음장 특성이 주어진 조건이 되며, 음원의 체적 속도는 이러한 음장을 얻기 위한 출력 신호가 된다. 설계 과정에 있어서 먼저 목표 음장의 특성 제한 조건을 갖는 음장 데이터를 구성하고, 음원과 공간을 경계요소법으로 모델링 한 뒤, 소요되는 음원의 정보를 역으로 유도한다. 예제로서 16개의 스피커를 갖는 어레이를 이용해 전방의 반은 평면파 전파, 나머지 반은 정숙공간을 동시에 갖도록 하는 목표 음장을 구현하였다.