特殊環境情報伝送及び情報収集を目的としたパラメトリックスピーカの開発

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音波の非線形現象を利用した超指向性パラメトリックスピーカの設計、試作及びその音響特性を測定し、実用化への基礎資料を得た。音波の伝搬を記述する非線形波動方程式の理論解析と製作の観点より超音波振動子の共振周波数を28kHz、外径を1cmとした。この振動子1102個を25×50cmのパネルに配列し、すべての振動子の入力端子をパラレル接続した。このパネル1枚で電気入力1vにおいて120dB/mの音圧を得た。パネル2枚を利用した屋内実験を行った結果は以下の通りである。まず、再生の2次波音圧レベルについては1次波音圧を122dBとしたとき、3kHzで72dBを得た。これは1次波周波数を40kHzとした従来のパラメトリックスピーカよりおよそ4dB大きい。また、スピーカより5m付近で2次波音圧は最大になり、1次波の周波数を低くすることでアレー長が長くなることを確認した。指向性についても従来のパラメトリックスピーカより改善され、鋭くなった。通常のスピーカに比べれはかなり指向性は鋭く、1kHzの2次波において8゜となった。屋外実験では100mまでの伝搬特性において70dB以上の音圧レベルを得た。この音圧は会話時と同レベル、あるいはそれ以上である。以上のように本研究、実験によりパラメトリックスピーカの1次波周波数を低くすることで1次波より2次波への変換効率並びに指向性の改善が可能であることを実証した。また屋外実験で100m以上もの遠方に会話音圧レベル以上の音を伝えられることを実証した。よって避難やアナウンス用のスピーカとして十分答えうる基礎資料を得た。