الصوت الاتجاهي

يشير الصوت الموجه إلى استخدام أجهزة متنوعة لإنشاء مجالات صوتية تنتشر بشكل أقل من معظم مكبرات الصوت التقليدية (الصغيرة). تتوفر عدة تقنيات لتحقيق ذلك، ولكل منها مزاياها وعيوبها. في النهاية، يعتمد اختيار جهاز الصوت الموجه بشكل كبير على البيئة التي يُستخدم فيها، بالإضافة إلى المحتوى المراد تشغيله. إن مراعاة هذه العوامل سيؤدي إلى أفضل النتائج عند تقييم تقنيات الصوت الموجه.

تُسمى الأنظمة التي توجه الأشخاص الذين يتم إجلاؤهم أثناء حالات الطوارئ عن طريق إصدار ضوضاء وردية اللون إلى المخارج غالبًا بأنظمة "الصوت الاتجاهي".

في جميع مصادر توليد الموجات، تتناسب توجيهية أي مصدر، في أقصى حالاتها، مع حجم المصدر مقارنةً بالأطوال الموجية التي يولدها: فكلما زاد حجم المصدر مقارنةً بطول الموجة الصوتية، زادت توجيهية الحزمة الناتجة . ولا تؤثر طريقة التحويل المحددة على توجيهية المجال الصوتي الناتج؛ إذ يعتمد التحليل فقط على دالة فتحة المصدر، وفقًا لمبدأ هيغنز-فرينل .

تُحقق الأجهزة فوق الصوتية توجيهًا عاليًا من خلال تعديل الصوت المسموع ليتوافق مع الموجات فوق الصوتية عالية التردد. تتميز الموجات الصوتية عالية التردد بطول موجي أقصر، وبالتالي لا تنتشر بسرعة كبيرة. لهذا السبب، يكون التوجيه الناتج لهذه الأجهزة أعلى بكثير مما هو ممكن فيزيائيًا مع أي نظام مكبرات صوت. مع ذلك، يُذكر أن قدرتها على إعادة إنتاج الترددات المنخفضة محدودة. راجع قسم " الصوت من الموجات فوق الصوتية" لمزيد من المعلومات.

بينما يتميز مكبر الصوت الكبير بتوجيه صوتي أعلى بطبيعته نظرًا لحجمه الكبير، يمكن الحصول على مصدر صوتي ذي توجيه مكافئ باستخدام مجموعة من مكبرات الصوت الصغيرة التقليدية ، يتم تشغيلها جميعًا معًا بطور واحد. يُعادل هذا المصدر صوتيًا مكبر صوت كبير، مما يُنتج حجمًا أكبر للمصدر مقارنةً بالطول الموجي، وبالتالي يكون مجال الصوت الناتج أضيق مقارنةً بمكبر صوت صغير واحد. وقد استُخدمت مجموعات مكبرات الصوت الكبيرة في مئات أنظمة الصوت في الساحات الرياضية للحد من الضوضاء التي عادةً ما تنتقل إلى الأحياء المجاورة، بالإضافة إلى تطبيقات محدودة في أماكن أخرى حيث يكون التوجيه الصوتي مفيدًا، مثل المتاحف أو تطبيقات العرض المماثلة التي تتحمل أبعاد مكبرات الصوت الكبيرة.

يمكن تصنيع مصفوفات السماعات التقليدية بأي شكل أو حجم، ولكن تقليل الأبعاد الفيزيائية (مقارنةً بالطول الموجي) سيؤدي حتمًا إلى التضحية بالتوجيهية في ذلك البعد. فكلما كبرت مصفوفة السماعات، زادت توجيهيتها، وكلما صغر حجمها، قلت توجيهيتها. هذه حقيقة فيزيائية أساسية، ولا يمكن تجاوزها حتى باستخدام المصفوفات الطورية أو غيرها من طرق معالجة الإشارات . ذلك لأن نمط توجيهية أي مصدر موجي هو تحويل فورييه لدالة المصدر. ^{[ 1 ]} مع ذلك، يُعد تصميم المصفوفات الطورية مفيدًا أحيانًا لتوجيه الحزمة أو لتخفيف الفصوص الجانبية، ولكن تقديم هذه التنازلات يقلل بالضرورة من التوجيهية.

من الناحية الصوتية، تُشبه مصفوفات مكبرات الصوت إلى حد كبير قباب الصوت، المتوفرة أيضاً منذ عقود؛ إذ يُحاكي حجم فتحة القبة الخصائص الصوتية لمكبر صوت كبير بنفس القطر (أو، بشكل مكافئ، مصفوفة مكبرات صوت كبيرة بنفس القطر). مع ذلك، تميل القباب إلى أن تكون أخف وزناً بكثير من مصفوفات مكبرات الصوت المماثلة (15  رطلاً مقابل 37  رطلاً، وفقاً لمواقع الشركات المصنعة)، كما أنها أقل تكلفة بكثير.

تميل أنواع أخرى من مكبرات الصوت الكبيرة، مثل مكبرات الصوت الكهروستاتيكية ، إلى أن تكون أكثر توجيهًا من مكبرات الصوت الصغيرة، للأسباب نفسها المذكورة أعلاه؛ فهي أكثر توجيهًا نوعًا ما لأنها عادةً ما تكون أكبر حجمًا من معظم مكبرات الصوت الشائعة. في المقابل، يكون مكبر الصوت الكهروستاتيكي بحجم مكبر الصوت التقليدي الصغير غير موجه .

تم تحديد اتجاهية أحجام وأشكال المصادر المختلفة في ^{[ 2 ]} . وقد تبين أن الاتجاهية هي دالة لحجم وشكل المصدر فقط، وليس لنوع المحول المستخدم.

• مكبر الصوت
• مكبر صوت مكافئ
• أسلحة صوتية
• صوت الموجات فوق الصوتية