1.本技术涉及声波处理技术领域，特别涉及一种差频旋笛发声器、发声方法及差频旋笛谐振发声系统。
背景技术：
2.声音可以以波的形式传输能量、传递信息，随着各类强发声技术的发展，声波在传输距离和传输效率上都有显著提升，使得声波的应用也较为广泛，例如，声波增雨、定向声波驱鸟和利用声波实现的机场雾气高效消除装置。
3.目前，声波混频的相关研究大多是在电声设备所发出的超声波及其语音、防暴信号合成等方面，关于气动声源所产生的高强机械声波的差频合成与传输相关研究工作尚未开展。并且，由于低频声波波长大，喇叭口径难以继续增大，相关技术中的装置直接发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求。
4.因此，亟需一种能够有利于长距离传输、定向产生高声强低频率声波的强声发生装置。
技术实现要素：
5.本技术提供一种差频旋笛发声器、发声方法及差频旋笛谐振发声系统，以解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，可以减少声波能量的几何衰减，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
6.本技术实施例第一方面提供一种差频旋笛发声器，所述差频旋笛发声器具有至少两组旋笛喷口，所述差频旋笛发声器包括：
7.旋笛本体；
8.定子和转子，所述定子和所述转子均设置有多个旋笛喷口，所述定子的旋笛喷口与所述转子的旋笛喷口对应设置；
9.驱动组件，用于根据发声指令驱动所述转子旋转，使得在所述定子的旋笛喷口与所述转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放所述压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。
10.可选地，所述定子和所述转子的每个旋笛喷口的参数由所述目标频率得到。
11.可选地，所述参数包括旋笛喷口的方向、大小、横断面形状和纵剖面线形中的至少一项。
12.可选地，所述至少两组旋笛喷口设置于所述旋笛本体的旋笛顶部或者旋笛侧壁。
13.根据本技术实施例的差频旋笛发声器，通过设置多组旋笛喷口，并根据发声指令驱动转子旋转，使得在定子的旋笛喷口与转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的
波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，可以减少声波能量的几何衰减，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
14.本技术实施例第二方面提供一种差频旋笛发声方法，其采用第一方面实施例所述的差频旋笛发声器，其中，所述方法包括以下步骤：
15.获取所述发声指令；
16.根据所述发声指令驱动所述转子旋转，使得在所述定子的旋笛喷口与所述转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放所述压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。
17.根据本技术实施例的差频旋笛发声方法，可以获取发声指令，并根据发声指令驱动转子旋转，使得在定子的旋笛喷口与转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，可以减少声波能量的几何衰减，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
18.本技术实施例第三方面提供一种差频旋笛谐振发声系统，包括：
19.如第一方面实施例所述的差频旋笛发声器；
20.调节组件，用于调节所述至少两组旋笛喷口的开口频率，使得所述脉冲声波的实际频率达到目标频率，其中，所述目标频率为预设的基本频率或差频频率；以及
21.谐振传播组件，用于基于达到所述目标频率的脉冲声波，利用谐振效应和声学参量阵效应在向目标方向传播预设距离后生成差频声波。
22.可选地，还包括：
23.气流提供组件，用于提供所述压缩空气气流，如空气压缩机；
24.电源组件，用于为所述差频旋笛发声器供电，如柴油发电机。可选地，所述调节组件为变频控制箱。
25.可选地，所述谐振传播组件为波束控制谐振喇叭。
26.可选地，所述波束控制谐振喇叭的频率、尺寸、线型、材料及厚度中的一项或多项由所述目标频率得到。
27.根据本技术实施例的差频旋笛谐振发声系统，通过将压缩空气气流导入差频旋笛发声器，通过周期开放的两组或多组旋笛喷口，发出含有两个或多个基本频率的脉冲式压缩空气射流，在谐振传播组件内产生谐振效应和声学参量阵效应，并经喇叭出口向大气传播，一定距离后合成为差频声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，运用声学参量阵理论，设计差频旋笛发声器和谐振喇叭，使基本频率声波在近场以较小扩散角传播，减少声波能量的几何衰减，并在远场形成所需的频率为基本频率之差的差频声波，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
28.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
29.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
30.图1为根据本技术实施例提供的差频旋笛发声器的结构示意图；
31.图2为根据本技术实施例的差频旋笛发声方法的流程图；
32.图3为根据本技术实施例提供的差频旋笛谐振发声系统的方框示意图；
33.图4为根据本技术一个实施例的差频旋笛谐振发声系统的结构示例图；
34.图5为根据本技术一个实施例的差频旋笛谐振发声系统的发声效果传播示意图；
35.图6为根据本技术一个实施例的差频旋笛发声器顶部和侧面出气时转子和定子的布置方式示意图。
具体实施方式
36.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
37.下面参考附图描述本技术实施例的差频旋笛发声器、发声方法及差频旋笛谐振发声系统。针对上述背景技术中心提到的相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，本技术提供了一种差频旋笛发声器，通过设置多组旋笛喷口，并根据发声指令驱动转子旋转，使得在定子的旋笛喷口与转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，可以减少声波能量的几何衰减，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
38.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种差频旋笛发声器的结构示意图。该实施例中，差频旋笛发声器具有至少两组旋笛喷口。
39.如图1所示，该差频旋笛发声器100包括：旋笛本体101、定子102、转子103和驱动组件104。
40.其中，定子102和转子103均设置有多个旋笛喷口，定子102的旋笛喷口(如喷气口1021)与转子103的旋笛喷口(如通气口1031)对应设置；驱动组件104用于根据发声指令驱动转子103旋转，使得在定子102的旋笛喷口与转子103的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。
41.其中，在一些实施例中，定子102和转子103的每个旋笛喷口的参数由目标频率得到。
42.其中，在一些实施例中，参数包括旋笛喷口的方向、大小、横断面形状和纵剖面线形中的至少一项。也就是说，本技术实施例可以根据实际需求，选择一项或者多项旋笛喷口的参数，如仅选择旋笛喷口的方向、大小、横断面形状三项，或者同时选择旋笛喷口的方向、大小、横断面形状和纵剖面线形。
43.具体而言，差频旋笛发声器100是基于气流调制式发声器的模式设计，从中部供给高压气体，上部安装转子103和定子102，转子103与定子102同相位打口，驱动组件104可以为电机，电机通过驱动轴105带动转子103旋转。当转子103旋转与定子102的旋笛喷口口位对应时释放高压气体，错口时封闭，开、闭一次产生一个脉冲声波。其中，驱动组件104可以放置于差频旋笛发声器100的最下方，通过驱动轴105穿过气缸106连接转子103，带动转子
103旋转，定子102始终保持固定，通过转子103与定子102同相位的通气口1031与喷气口1021的开闭产生脉冲声波。
44.根据本技术实施例提出的差频旋笛发声器，通过设置多组旋笛喷口，并根据发声指令驱动转子旋转，使得在定子的旋笛喷口与转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，可以减少声波能量的几何衰减，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
45.其次参照附图描述根据本技术实施例提出的差频旋笛发声方法。
46.图2是本技术实施例的差频旋笛发声方法的流程图。该差频旋笛发声方法采用图1实施例所示的差频旋笛发声器。
47.如图2所示，该差频旋笛发声方法包括以下步骤：
48.s201，获取发声指令。
49.s202，根据发声指令驱动转子旋转，使得在定子的旋笛喷口与转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。
50.需要说明的是，前述对差频旋笛发声器实施例的解释说明也适用于该实施例的差频旋笛发声方法，此处不再赘述。
51.根据本技术实施例提出的差频旋笛发声方法，可以获取发声指令，并根据发声指令驱动转子旋转，使得在定子的旋笛喷口与转子的旋笛喷口的相对位姿达到相通位姿时，释放压缩空气气流，生成不同频率的脉冲声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，可以减少声波能量的几何衰减，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
52.进一步地，本技术实施例还提出一种差频旋笛谐振发声系统。
53.具体而言，如图3所示，图3为本技术实施例所提供的一种差频旋笛谐振发声系统的方框示意图。该差频旋笛谐振发声系统10包括：图1实施例所示的差频旋笛发声器100、调节组件200和谐振传播组件300。
54.其中，差频旋笛发声器100具有至少两组旋笛喷口，用于利用压缩空气气流发出脉冲声波。调节组件200用于调节至少两组旋笛喷口的开口频率，使得脉冲声波的实际频率达到目标频率，其中，目标频率为预设的基本频率或差频频率。谐振传播组件300用于基于达到目标频率的脉冲声波，利用谐振效应和声学参量阵效应在向目标方向传播预设距离后生成差频声波。
55.其中，预设的基本频率和差频频率均可以是用户预先设定的频率，可以是通过有限次实验获取的频率，也可以是通过有限次计算机仿真得到的频率，在此不做具体限定。
56.可选地，在一些实施例中，调节组件200可以为变频控制箱。
57.可选地，在一些实施例中，谐振传播组件300可以为波束控制谐振喇叭。
58.具体而言，结合图4所示，差频旋笛发声器100可以根据调节组件200产生的控制信号将压缩空气气流转变为两种不同频率(即预设的基本频率或差频频率)的高压空气射流脉冲(即脉冲声波)，以此形成由两个不同频率声波组成基本声源，谐振传播组件300可以将上述产生的基本声源通入谐振喇叭，谐振喇叭的谐振频率可近似设置为基本频率的范围或精确设置为基本频率的差频。当设置为基本频率时，通过喇叭的谐振效应对基本声源进行
调制增强，由喇叭出口发出基本频率的高强度简谐声波；当设置为基本频率的差频时，通过喇叭的谐振效应和阻抗效应，两个或多个基本频率的声波在谐振喇叭内产生较强的参量阵效应，使声波能量更多地向差频(即目标频率)转移。
59.声波由谐振喇叭出口发出传入开放大气后，沿同一方向继续传播。由于基本频率更高，波束角更小，在开放大气中的几何衰减更小，因此，有利于声波能量的长距离传输。声波传输一定距离后，在谐振喇叭内和大气中的综合作用达到参量阵长度时，声波能量集中在差频上，声波随后按差频声波的波束角扩散衰减。
60.作为一个示例，多组基本频率可用于组成高阶差频，从而在远距离上形成更低频率的声波。例如，当5个基本频率分别为640hz、820hz、1000hz、1200hz、1400hz时，一阶差频声波为180hz和200hz，远端将近一步产生20hz低频声波。
61.需要说明的是，变频控制箱可以产生控制信号，该控制信号可以用于设置并调节差频旋笛发声器100中的电机转速，并达到最优工作频率，从而以固定比例控制两个或多个基本声源的频率，进而控制差频声波的频率，并使频率与波束控制谐振喇叭相匹配；波束控制谐振喇叭为声波调制增强装置，根据bessel曲线喇叭腔内声波聚焦、谐振理论，设计出适用于特定频率声波谐振的曲面，并采用金属材料加工为喇叭实体，工作时通过喇叭腔内大气的谐振将旋笛发出的脉冲波调制为高声强简谐声波。
62.为便于理解本领域技术人员进一步了解本技术实施例的差频旋笛谐振发声系统10，下面结合具体实施例详细阐述本技术实施例的差频旋笛谐振发声系统10，以及差频旋笛谐振发声系统10中基本频率、差频旋笛喷气开口和谐振喇叭的设计。
63.首先，结合具体实施例阐述差频旋笛谐振发声系统10的电源组件、谐振传播组件300，以及差频旋笛谐振发声系统10的运行方式。
64.进一步地，在一些实施例中，如图4所示，上述的差频旋笛谐振发声系统10，还包括：气流提供组件400和电源组件500。其中，气流提供组件400用于提供所述压缩空气气流，气流提供组件400可以为空气压缩机；电源组件500用于为所述差频旋笛发声器100供电，电源组件500可以为柴油发电机。
65.例如，气流提供组件400产生的压缩空气气流可以为持续的压缩空气气流；本技术实施例可以采用柴油发电机或其他电源供电使差频旋笛发声器100的驱动组件104(如电机)带动转子103转动。
66.进一步地，如图4所示，谐振传播组件300为波束控制谐振喇叭时，波束控制谐振喇叭可以包括：谐振喇叭301，喇叭进口302，喇叭出口303和喇叭支架304。当谐振传播组件300为波束控制谐振喇叭时，波束控制谐振喇叭边壁的径向截面曲线满足：
[0067][0068][0069][0070]
其中，j0(x)为0阶贝塞尔(bessel)函数，x为bessel函数的自变量；γ为伽马函数，m为0到+∞的自然数；f(x)为谐振喇叭的边壁对应的高度坐标；λ是谐振喇叭的标称声波波长，与声速c和标称频率f的关系为λ＝c/f；k0为谐振喇叭的标称声波波数，k0＝2πf/c＝2π/
λ；r(x)为谐振喇叭的边壁对应的径向坐标。
[0071]
需要说明的是，本技术实施例可以将多套以上差频旋笛谐振发声系统组成阵列，并采用同步信号或控制信号技术控制发声系统发出的声波处于相同的或程序指定的相位上，从而增强总系统的发声效果，或组成为控制强声波总体指向的相位控制阵列(相控阵)发声系统。
[0072]
考虑到bessel函数曲线方向的变化，x的取值范围可以为1～2.4；标称频率取f＝87hz，声速取c＝340m/s；根据上述公式计算，可得对应87hz标称频率的谐振喇叭喇叭出口的直径2988mm，主体高度1906mm。
[0073]
综上可知，差频旋笛谐振发声系统10的运行方式可以为：空气压缩机产生持续的压缩空气气流，经压力管道导入差频旋笛发声器100；本技术实施例可以采用柴油发电机或其他电源供电使差频旋笛发声器100的驱动组件104(如电机)带动转子103转动；转子103与定子102通过两组不同排列喷口(即旋笛喷口)分别开闭形成两种不同频率的声波；并通过调节组件200(如变频控制箱)调节转子103的转速，以控制喷气口1021开放频率进而控制声波的频率；由空气压缩机导入的压缩空气进入差频旋笛发声器100壳体内部，转子103内部较大的调压空间可保持气压基本稳定；随着转子103的旋转，在转子103侧壁上的通气口1031与定子102侧壁上的喷气口1021从不重合到部分重合、到完全重合、再到部分重合、直到不重合的过程中，转子103内的压缩空气产生一次向外的高压空气射流脉冲，冲击谐振传播组件300(如波束控制谐振喇叭)腔体内的空气及喇叭边壁，通过喇叭边壁的结构共振与喇叭腔内空气谐振的同步激发，产生强烈的定频调制作用，使声波能量在特定频率上集中，产生两个不同频率简谐声波，并使波面严格平行于喇叭出口、指向垂直于喇叭出口。
[0074]
由此，两个沿同一方向传播的基频波，在近场中基频波频率较大，波束角较小，在远场中获得的差频波，差频波的频率较低，衰减较慢，两个基频波传播达到参量阵长度时，完成声波合成过程，然后按照差频频率对应的波束角开始扩散。
[0075]
其次，结合具体实施例进行详细阐述差频旋笛谐振发声系统10中基本频率、旋笛喷口和谐振喇叭的设计。
[0076]
具体地，本技术实施例可以通过对差频旋笛发声器100的转子103与定子102上旋笛喷口的分布按照声参量发射阵的原理设计，调制压缩空气气流，产生两种不同频率的高压空气射流脉冲。每一个小口即为一个声源，所有声源分为频率不同的两组(或更多组)间隔分布。各组声源的基本频率较高，则基本频率的声波以相应扩散角传播，波束角较小，几何衰减损失更少。基本频率的声波在谐振喇叭内及大气中逐渐组合成低频率的差频声波，且达到差频的最大声强。
[0077]
进一步地，基本频率和差频频率的设计如下：
[0078]
频率差等于目标频率的基本频率具有极大的选择优化空间，基本频率设计的目标主要是：差频声波的频率，差频声波的目标距离，在目标距离上差频声波的声压级，在目标距离上差频声波的横向作用范围。基本频率设计要考虑的因素包括：基频的几何衰减特征，差频旋笛的转速等机械性能因素，差频旋笛开口大小、开闭时间等脉冲射流发声效率因素，谐振喇叭的谐振与阻抗因素，大气吸收衰减因素等。基本频率优化应达到设计目标，并充分考虑所有重要因素，并满足较多的次要因素，并一般采用声学、流体、机械耦合的数值模拟方法进行优化计算，并进行充分的样机试验。
[0079]
举例而言，假设设电机的转动频率为f
0 hz，电机带动驱动轴转动转子103，电机转动1圈，内圈转子旋笛喷口(即通气口)与定子旋笛喷口(即喷气口)开合n1次，外圈转子旋笛喷口(即通气口)与定子旋笛喷口(即喷气口)开合n2次，内外圈分别产生的声波频率为n1×f0 hz、n2×f0 hz。由声学参量阵理论可知利用声波在介质中传播的非线性特性，从两个沿同一方向传播的基频波(两个基频波的频率分别为f1和f2，且f2》f1)，在远场中可以获得差频波(该差频波的频率fd＝f
2-f1)及和频波(f1+f2)。和频波的频率较高而很快衰减；差频波的频率较低，衰减较慢，传播达到声学参量阵长度时，声强最大，然后逐渐衰减，差频旋笛谐振发声系统的发声效果传播示意图可以如图5所示。
[0080]
由此，旋笛喷口位于差频旋笛顶部，分为内外两圈，其基本频率和差频频率计算方法为：
[0081]
内圈基频：f1＝n1×
f0；
[0082]
外圈基频：f2＝n2×
f0；
[0083]
差频声波频率：fd＝(n
2-n1)
×
f0；
[0084]
其中，f0为电机的转动频率，f0＝n/60，n为电机转速(单位：rpm)，n1和n2分别对应内外圈开口数，n1＜n2。
[0085]
作为一种可能实现的方式，设旋笛喷口(喷气口)位于差频旋笛发声器顶端，定子外直径360mm，在径向135mm和110mm均匀分布2圈口，口径15mm，外圈分布20个口，内圈分布18个口。用外径190mm的大直径轴承支撑旋转盘，承受向上推力和旋转惯性力，保证其平稳匀速旋转。电机频率25hz。相应的外圈喷气频率500hz，内圈450hz，差频50hz。
[0086]
此处假设将波束控制谐振喇叭的频率设定为基本频率，即波束控制谐振喇叭对500hz和450hz的基本频率拥有更好的声学性能，则参量效应主要在开放大气中完成。此时，参量阵长l
0c
计算公式如下：
[0087][0088]
α＝4
×
10-7
×
f2+0.0038
×
f+0.1454；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0089]
其中，α为声波在空气中的衰减系数，采用式(5)计算，式(5)根据国家标准(gb/t 17247.1-2000)《户外声传播衰减》，在标准大气压(101.325kpa)下，温度10℃，相对湿度80％的α与f回归方程，f为对应声波频率。
[0090]
相对湿度80％，大气温度10℃时，500hz及450hz基波对应参量阵长l
0c
为273.9m，即在声源273.9m处50hz差频声波合成完成。
[0091]
根据能量守恒定律式及声强计算公式(6)计算声波的几何散发，根据式(7)计算大气吸收。
[0092][0093]
p
t
＝αs；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0094]
其中，i为声强，p为瞬时声压，ρ0为大气密度，c0为声速；α
α
为相对湿度80％，大气温度10℃时的衰减系数，采用式(5)计算，s为传播距离，按差频波50hz参量阵长273.9m计算。
[0095]
设单频旋笛出口声压级为150db，出口频率为50hz，在273.9m处几何衰减为52.2db，大气吸收为0.02db，剩余声压级为97.77db，扩散面积0.471km2；设差频旋笛出口声压级为150db，由500hz和450hz频率组成，两个频率声压级分别为144db，在273.9m处500hz
几何衰减为44.67db，大气吸收为0.53db，剩余声压级为98.80db；450hz几何衰减为45.63db，大气吸收为0.49db，剩余声压级为97.89db；剩余总声压级为104.37db，端平面面积0.104km2，差频旋笛发声器较单频旋笛发声器在参量阵端273.9m处声压级高6.6db。在声学参量阵端平面，基频波及两个基频波的和频波已基本衰减，只有差频波继续向前发射。在1000m处单频旋笛发声系统声压级为86.47db，差频旋笛声压级为87.62db；在2000m处单频旋笛声压级为80.38db，差频旋笛声压级为81.08db；在3000m处单频旋笛声压级为76.79db，差频旋笛声压级为77.26db，差频旋笛剩余声压级均大于单频旋笛声压级。
[0096]
进一步地，旋笛喷口的设计如下：
[0097]
考虑因素：旋笛喷口的开口方向，开口总面积，单个开口的大小，开口的横断面形状，开口的纵剖面线形。其中，开口的方向(顶部或周侧)设计用于与谐振喇叭进行联合优化，实现发声效率和声学阻抗性能的协调；开口的总面积、单个开口的大小、开口的横断面形状、开口的纵剖面线形则用于在一定的供气量下，或在一定的目标声强下，优化旋笛的发声效率。
[0098]
作为一种可能实现的方式，在一些实施例中，差频旋笛发声器100的至少两组旋笛喷口(即喷气口位置)位于旋笛顶部，如图6(a)和图6(b)所示，其中，图6(a)为旋笛喷口(喷气口)位置位于旋笛顶部时的定子的示意图，图6(b)为旋笛喷口(喷气口)位置位于旋笛顶部时的转子的示意图，内圈口数少于外圈的口数，内圈与外圈旋笛喷口(喷气口)分别形成两组或多组频率的声源，内圈口发声频率小于外圈口发声频率。
[0099]
作为另一种可能实现的方式在一些实施例中，差频旋笛发声器100的至少两组旋笛喷口(即喷气口位置)位于旋笛侧壁，如图6(c)和图6(d)所示，其中，图6(c)为旋笛喷口(喷气口)位置位于旋笛侧壁时的定子的示意图，图6(d)为旋笛喷口(喷气口)位置位于旋笛侧壁时的转子的示意图，分为上下两排或多排，具有不同的口数，上下两排或多排因口数不同其发声频率也不同。当具有多圈或多排旋笛喷口(喷气口)时，旋笛喷口(喷气口)采用成组布置或间隔布置的方式可根据优化计算确定。
[0100]
进一步地，波束控制谐振喇叭的设计如下：
[0101]
考虑因素：波束控制谐振喇叭的频率，波束控制谐振喇叭的尺寸，波束控制谐振喇叭的线型，波束控制谐振喇叭的材料及厚度等。其中，波束控制谐振喇叭的频率可设置为基本频率或差频频率，当采用差频频率时，可减小大气中的参量阵长度，但降低基频声波几何衰减小的优势。
[0102]
也就是说，波束控制谐振喇叭的频率、尺寸、线型、材料及厚度中的一项或多项可以由目标频率得到，从而将波束控制谐振喇叭的尺寸、线型、材料及厚度等用于优化喇叭的声学性能，实现谐振效果和声学阻抗性能的协调。
[0103]
根据本技术实施例提出的差频旋笛谐振发声系统，通过将压缩空气气流导入差频旋笛发声器，通过周期开放的两组或多组旋笛喷口，发出含有两个或多个基本频率的脉冲式压缩空气射流，在谐振传播组件内产生谐振效应和声学参量阵效应，并经喇叭出口向大气传播，一定距离后合成为差频声波。由此，解决了相关技术中发出的低频强声波的波束指向性不足，声波传播的几何衰减显著，难以满足低频强声波长距离传输的要求的问题，通过运用声学参量阵理论，设计差频旋笛发声器和谐振喇叭，使基本频率声波在近场以较小扩散角传播，减少声波能量的几何衰减，并在远场形成所需的频率为基本频率之差的差频声
波，达到加强低频强声波定向传播能力的效果。
[0104]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0105]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0106]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0107]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0108]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0109]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。