有限元仿真方法的合理性

随着高端会议场景对扩声效果的要求越来越高，较高的传声增益成为保证足够扩声效果的前提。在扩声系统中，一只指向性较好的麦克风能够灵敏地采集麦克风正前方演讲人员的人声，并有效衰减来自其他方向的扬声器的现场扩声，有效避免啸叫，延长拾音距离，有效提高系统的传声增益。

选择具备较好指向性的麦克风成为扩声系统设计的关键，严格控制麦克风指向性成为研制高端会议麦克风的关键技术，而麦克风声学指标主要取决于其内部传声器。

因此，杭州爱华仪器针对大量使用的驻极体电容传声器的指向性影响因素开展详细分析。驻极体电容传声器指向性控制的研制过程需要在理想单一方向声场环境下，通过更换阻尼材料种类、厚度，反复测试，发现指向性变化规律。

由于现实声场环境并非理想单一方向，并且阻尼材料调整难以量化，试验过程工程量巨大，很难发现指向性控制规律。杭州爱华仪器提出一种基于COMSOL有限元仿真计算的方式对驻极体电容传声器指向性展开分析，确定了阻尼材料阻抗特性参数对驻极体电容传声器指向性的影响规律，并与传统集中参数电路模型中阻尼参数对指向性的影响进行对比，验证了该有限元仿真计算的正确性。 

杭州这华通过研究发现有限元计算方法与集中参数等效电路模型的计算方法，在分析阻抗材料阻抗参数对传声器指向性影响时，得出的结论在趋势上基本上一致：驻极体电容传声器指向性与传声器尾端进声孔阻抗值有关系，阻抗值为零时，指向性近似“8”字形，阻抗增大，灵敏度极小值点对应角度值也同时逐渐变大。

印证了指向性控制理论的正确性，也验证了有限元仿真方法的合理性。同时，在使用集中参数等效电路模型时，需要基于平均动能相等的理论寻求等效集中参数，针对复杂腔体和多模态结构单元其等效参数计算过程较为烦琐，而有限元仿真分析方法则不会受限于此约束，适用场景更多。