Im Wesentlichen verhält sich die ausgestrahlte Wellenfront beim Line Array in einem bestimmten
Frequenzbereich wie diese Art der Schallabstrahlung, soweit sich der Hörer im so genannten
Nahfeld (siehe Absatz 2.3.) befindet.
Die Schallabstrahlung mit Zylinderwellen stellt einen deutlichen Vorteil gegenüber der Abstrahlung in
Form von Kugelwellen dar.
c) Ebene Wellen
Sie werden zum Beispiel im Innern von Rohrleitungen mit bestimmten Durchmessern und Längen
erzeugt, in denen das Schallfeld unabhängig von der Entfernung aufrecht erhalten bleibt, die die
Wellenfront in Bezug zur Schallquelle zurückgelegt hat.
In diesem Fall nimmt der Schalldruckpegel mit zunehmender Entfernung nicht ab. Diese Art von
Schallwelle wird in den so genannten Kundt'schen Rohren künstlich erzeugt. Sie kommt aber in der
Natur nur selten vor.
2.3. LINE-ARRAY-Systeme als Schallquelle von Zylinderwellen
Wie im vorherigen Abschnitt beschrieben werden die Voraussetzungen, unter denen sich ein
Line Array wie eine Schallquelle mit Zylinderwellen verhält, von Faktoren wie der Länge des Arrays
sowie der Frequenz bestimmt und werden in vereinfachter Form von der folgenden Formel dargestellt:
2
D<H
f/2c
Bedeutungen:
H:
Länge des Arrays (wird von der Anzahl der zugehörigen
Lautsprecherboxen bestimmt)
f:
Frequenz
c:
Schallgeschwindigkeit
D:
Übergang zwischen Nahfeld (die so genannte Fresnel-
Region) und Fernfeld (Fraunhofer-Region)
Bei Entfernungen, die größer als der Übergangswert D sind, weist die vom Line Array
abgestrahlte Wellenfront kein zylindrisches Wellenverhalten mehr auf und tendiert zur Kugelwelle, mit
der damit verbundenen Abnahme des Schalldruckpegels um 6 dB bei Verdopplung der Entfernung zum
Array.
Es ist unbedingt zu berücksichtigen, dass das Verhalten des Line-Array-Systems im Nahfeld
tatsächlich qualitativ komplexer ist, da jeder in diesem Bereich befindliche Punkt von den Zuführungen
seines Schalldruckpegels beeinflusst wird, die durch die Entfernung zu den einzelnen Bauteilen bedingt
sind, aus denen jede Lautsprecherbox der Line-Array-Anlage besteht.
Aus diesem Grund benötigen Line-Array-Systeme eine entsprechend angepasste Tonregelung
und Audio-Signalverarbeitung.
2.4. Richtcharakteristik von LINE ARRAY
Die Wirksamkeit der Line-Array-Systeme beruht auf den Erscheinungen der konstruktiven und
destruktiven Interferenzen. Sobald die Wellenlängen () des Audiosignals mit den Abmessungen der
Strahlungsfläche vergleichbar sind, beginnt jede Schallquelle in ihrem Abstrahlungsmuster ein
richtwirksames Verhalten zu zeigen.
Wenn 2 Lautsprecherboxen zusammengestellt werden, die beide mit der gleichen Frequenz,
Phase und Amplitude abstrahlen (siehe Abschnitt 2), so unterscheidet sich das Schallabstrahlmuster
von dem eines jeden einzelnen Elements:
An Punkten auf der Achse zwischen beiden Boxen liegt eine konstruktive Interferenz vor und der
sich ergebende Schalldruckpegel ist im Vergleich zu dem einer einzigen Schallquelle um 6 dB höher.
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