오디오 세계에서 ‘베셀 어레이’ (Bessel Array)라는 주제는 그 동안 가장 공개 안된 미개척 어레이 기법의 하나일 것이다. 이것은 베셀 기법이 엔지니어들에게 알려진지는 오래되었지만, 아마도 시장에서 널리 사용된 기법은 아니라 더욱 그랬을 지도 모른다. 또한, 대부분의 많은 오디오 커뮤니티가 베셀 어레이의 존재를 인지하지 못했던 점도 이러한 이유의 하나가 될 것이다.
아무튼, 베셀 어레이는 여러 개의 라우드 스피커가 하나의 패턴에서 방사하는 것을 마치 라우드스피커의 하나가 개별적으로 사용되는 것처럼 보이도록 만드는 와이어링 구조가 그 핵심이다. 이 기술은 필립스에 의해 발명되고 특허 출원된 것으로, 다른 가능한 구조도 많다. 이번에는 두 가지의 상이한 베셀 어레이 기법에 대해 다루려고 한다. 첫째는, 5개 스피커 유닛으로 텍사스의 J.W. Davis and Company of Dallas 회사 상업적으로 개발한 기법이고, 다른 하나는 25 개 라우드 스피커 모델로 Don and Carolyn Davis로부터 필자에게 전달된 기법으로, 현재는 Atlas/Soundolier (구 J.W. Davis and Company of Dallas)라는 회사에서 근무하고 있는 Mike Lamm에 의해 수 년 전에 개발되었다. 시장에서는 Close-coupled된 다중의 트랜듀셔로부터 나오는 커버리지 패턴의 수정 작업없이 다중의 라우드 스피커를 활용해야 하는 경우가 많이 있다. 예컨대, 무대 아래에 5개의 서브 우퍼를 나란히 놓아야 할 경우가 생긴다. 이러한 특성으로는, 수평 커버리지 패턴은 좁아지게 되고 수직 커버리지 패턴은 매우 넓어지게 되면서, 정확히 원하는 반대의 커버리지가 형성된다. 이렇듯, Bessel wiring은 다섯 개의 다른 장치의 사용을 모두 허용하지는 않지만, 싱글 장치의 방사 패턴과는 엄연히 다르다. 싱글 장치와 비교해보면, 베셀 어레이는 5배의 파워핸들링을 산출하고 싱글 장치에 비해 민감도에서 2/3 증가한다.
앞 서 언급했듯이, 
베셀 어레이는 특허 출원된 기술이다. 만약, 당신이 상업적인 사용을 위해서 베셀 어레이를 조립하고자 한다면, 필립스에 로열티를 지급하거나 J.W Davis나 회사로부터 라이센스에 관련된 사항을 구매해야 한다. 하나는 개인적인 사용을 목적으로 하는 경우 “loyalty free”로 조립이 가능하다. 또 한가지 이점이라면 베셀 어레이는 일반적인 어레이에 비해서 실외의 어플리케이션에서 바람효과의 영향을 줄일 수 있다. 이렇게 하면, 로빙이 상당히 줄어들기 때문에(수평 와이어 트랜듀서와 비교할 때), 미풍이 지나감으로써 온도차에 의한 사운드가 움직임있는 “프리즘 이펙트(Prism Effect)”가 상당히 줄어들게 된다. 또 다른 가능성은 일반적인 와이어링과 베셀 와이어링 사이에 스위치 될 수 있는 어레이를 조립하면, 어레이로부터 허의 방사나 제어된 방사를 제공하는 이점을 누릴 수 있다. 여기에서는 Bessel array가 적은 직경의 콘 트랜듀서(4-inch)로 만들어졌지만, 대부분의 트랜스듀서라면 이러한 방법으로 보완되어질 수 있다. 25개의 라우드스피커 유닛은 정확히 말하자면 베셀 어레이의 또 하나의 베셀 어레이라 할 수 있다. 이것은 큰 형태의 혼, 풀레인지 시스템, 서브우퍼 등에 유용하게 활용될 수 있다. 정확한 효과는 피스톤 직경, 드라이버간의 간격, 주파수(파장의 길이)의 함수에 의해 재현된다. 결과적으로 우리의 미드-밴드 예는 어플리케이션의 요구에 따라 주파수에서 스케일 업-다운을 할 수 있다.
따라서, 베셀 어레이는 사운드 시스템 디자이너의 툴 박스에서 또 하나의 가치 있는 도구인 것이다. 이런 흥미있는 장치의 실제적 적용은 사운드 디자이너의 독창성에 달려있기는 하지만 말이다. 하지만, 우리는 조그만 예배를 위한 에레이부터 거대한 투어링 시스템에 이르기까지 모든 오디오 영역에서 이를 위한 어플리케이션의 적용에 대한 필요성을 느끼고 있다고 해도 과언이 아니다.
One Loudspeaker only…
오른쪽의 폴라(polar)은 어레이의 센터 라우드 스피커를 위한 것이다. 대칭은 수평 수직 평면에서 가정되었다. Parallel에서 25개 라우드스피커의 측정된 폴라와 25개 라우드 스피커 Bessel array에서 측정된 폴라에 이 데이터를 비교해라. 그렇게 하면, 베셀 어레이와 싱글 라우드 스피커 사이의 유사성을 살펴 볼 수 있다.
Bessel Array Theory of Operation
From Sound System Engineering by Do and Carolyn Davis
Radially-distributed sound는 Bessel 계수를 이용함으로써 라우드 스피커의 열에서 얻을 있는 것은 잘 알려진 사실이다. 라우드 스피커에 인풋 m은 부가인자(weighting factor) Jm(x)를 가지고, 즉 계수 m의 Bessel 함수이다. 유감스럽게도, 이들 부가인자(weighting factor)는 분수이고, 그런 시스템은 복잡한 아날로그 또는 디지털 회로를 요구한다. 이런 이유로, 시스템은 결코 상업적으로 실행할 수 있는 시스템은 아니다.
일은 Philips Research Laboratories에서 했는데 보여지는 것처럼 복잡성은 열에서 밖의 라우드 스피커를 위한 1 의 부가인자(Weighting factor)를 선택함으로써 제거하였다. 그리고 내부의 라우드 스피커을 위해서는 높은 부가인자를 부가했다.
다섯개의 라우드 스피커를 위한 부가인자(Weighting factor)는
A:B:C:D:E = 1:2n:2n:-2n:1
By choosing n =1, this is simplified to:
A:B:C:D:E = 1: 2 : 2 :-2: 1 이다.
각 각의 라우드 스피커는 거리 d에 의해서 그것의 이웃과 분리되어 있다. 그리고 라우드 스피커 레이아웃은 아래에 보여진다. 그들은 두 방식으로 서로 연결되어있다. 기준 8옴 라우드 스피커가 사용되었다.
회로의 양쪽에서 보는 것과 같이, 라우드스피커 A and E (weighting factor of 1)는 B, C 그리고 D(weighting factor)의 전류의 반을 사용한다. D의 음(-) 부가인자(weighting factor)는 라우드 스피커의 역 위상에 의해 얻어진다. 실제 회로는 요구되는 전체 임피던스에 따라서만 선택된다.
이런 시스템은 구성하기가 간단하고, 추가적인 컴포넌트가 필요하지 않는다. 그들은 싱글 라우드 스피커에서처럼 거의 이상적인 사운드 분포를 나타낸다.
