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揚聲器與其聲學環(huán)境交互的方式高度依賴于指向性，并直接影響聆聽體驗。從揚聲器設計師的角度來看，從音盆材料、系統(tǒng)設計到使用數(shù)字信號處理的有源控制，有無數(shù)種選擇可以使揚聲器具有指向性或全向性。然而，在三維空間中進行準確的聲學測量仍然是一個挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)測量技術

傳統(tǒng)指向性測試是需要在自由場中的遠場進行的，這就需要室內(nèi)溫濕度可控、邊界覆蓋吸聲材料的全消聲室或者半消聲室，利用Klippel的極平面遠場測量POL（Polar Far-Field Measurement）模塊，全自動控制被測聲源在φ和θ軸上旋轉(zhuǎn)并測量其聲壓頻響。

硬件上有不同的設置方法，一種是只用一個轉(zhuǎn)臺進行的一維極坐標測量：

將測量數(shù)據(jù)通過可視化軟件的處理，就可以得到聲功率、指向性指數(shù)、等高線圖（contour plot）以及極坐標圖（polar plot）等結果。

另一種測試設置是利用兩個轉(zhuǎn)臺進行的二維極坐標測量，可以得到額外的3D輻射特性氣球圖（Balloon plot）：

還有一種替代旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的方案就是利用麥克風陣列，硬件設置如下：

以上這些傳統(tǒng)遠場測量方法有諸多的缺點：
消聲室浪費空間、費錢、不機動，試想若要遷址，消聲室怎么帶走？

低頻吸聲不夠，往往100Hz以下測得的響應數(shù)據(jù)不可信

對于大型揚聲器系統(tǒng)來說，滿足遠場的第一個條件就是測試距離要大于揚聲器系統(tǒng)的尺寸。而溫濕度在傳播路徑上的變化會影響相位響應，使得最后的方向性不準，舉個例子：5m測試距離時，2℃的溫度偏差在5kHz處產(chǎn)生90°的相位誤差。

要得到3D數(shù)據(jù)，要讓DUT在多個軸上轉(zhuǎn)動，對于重型DUT來說不能保證其定位精度

要得到1°角分辨率的數(shù)據(jù)往往不現(xiàn)實，一般都高于2°， 且需要假設一個或兩個平面是對稱的以減少測量時間

只有遠場數(shù)據(jù)可用，近場聲場不準確，而近場聲場對于評估當今便攜式設備、監(jiān)聽音響應用很重要

近場全息測量技術

近場聲學全息技術（NAH: Nearfield Acoustical Holography）的中心思想就是用一系列球面波來近似揚聲器在近場的輻射聲場，再通過外推計算確定其在遠場中任意一點的聲場情況。可概括為以下三步：

第一步是測量，在聲源近場定義的兩個掃描面上進行掃描；

第二步為全息數(shù)據(jù)處理，用球面波函數(shù)進行級數(shù)對聲場中測量的聲壓進行擬合，確定展開階數(shù)，得到能描述特定聲源特征的系數(shù)。

第三步進行聲場外推，計算得到聲源掃描面外（包括近場和遠場）任意一點的三維聲場及指向特征。

基于該全息技術，Klippel目前提供兩個方案：一種就是近場掃描儀NFS（Near Field Scanner）。

應用Klippel的專利技術聲場識別（Sound Separation）提取直達聲，適用于任何房間的測試，因此無需消聲室！測試過程中，聲源固定在掃描機器人平臺上，軟件控制麥克風移動定位進行掃描測量，因此非消聲環(huán)境中的反射是保持一致的，通過分析軟件可以完全補償房間反射。

NFS掃描儀方案適用于多種類型聲源的指向性測量，包括專業(yè)揚聲器系統(tǒng)、陣列、喇叭單體、耳機、智能手機、智能音箱等等，請觀看以下視頻：

另一個方案是SCN NF附加組件（SCN Near Field Add-on），專門針對喇叭單體、小型智能音箱或入墻式揚聲器的半空間指向性測量。因為是SCN系統(tǒng)的擴展，對于已經(jīng)擁有SCN系統(tǒng)又想測試指向性的客戶而言，就很實惠方便了。

經(jīng)過擴展過后的系統(tǒng)就擁有了多重功能，變成了一個多功能掃描工作臺（Multi-Scanning Workbench），可以執(zhí)行由電氣域、磁場域、機械域到聲學域的測量！