Physikalische Grundlagen

Akustisches Beamsteering ist ein Verfahren, bei dem Schallwellen in eine bestimmte Richtung gelenkt werden können, indem die Amplitude und Phase der Schallwellen präzise gesteuert werden. Die Grundlage hierfür ist die Interferenz von Schallwellen, die bei Überlagerung konstruktiv oder destruktiv interferieren können.

Mathematisch betrachtet kann der Schalldruck, der an einem bestimmten Ort im Raum von einem einzigen Lautsprecher erzeugt wird, durch eine Wellengleichung beschrieben werden, bei der die Amplitude und Phase der Schallwellen an jedem Punkt im Raum variiert.

Die grundlegende mathematische Formel zur Berechnung der Phasenverschiebung zwischen den einzelnen 

Lautsprechern lautet:

Δφ = k * d * sin(θ)

wobei Δφ die Phasenverschiebung, k die Wellenzahl des Schalls, d der Abstand zwischen den Lautsprechern und θ der Winkel zwischen der Richtung des gewünschten Schallstrahls und der normalen zur Ebene der Lautsprecher ist.

Die Wellengleichung kann durch das Prinzip des Überlagerungssatzes gelöst werden, indem die Amplitude und Phase jedes Lautsprechers im System so gesteuert wird, dass sie sich an bestimmten Punkten im Raum addieren oder subtrahieren.

Das akustische Beamsteering wird in vielen Anwendungen, wie z.B. Konferenzräumen, Hörsälen, Kirchen, Beschallung von Bahnhöfen oder Flughäfen eingesetzt, um eine gezielte Schallverteilung und eine bessere Sprachverständlichkeit zu erreichen.