웨이브가이드는 트위터 주변의 구조를 조절하여 소리의 방사 패턴을 제어하는 장치입니다. 초창기 설계는 단순히 트위터의 지향성을 제한해 인클로저 모서리에서 발생하는 회절(Diffraction)을 방지하는 수준에 머물렀습니다. 하지만 현대의 설계는 전 주파수 대역에서 균일한 지향각을 유지하여 청취 환경 전반의 음향 특성을 개선하는 단계에 이르렀습니다.

스피커의 지향각은 유닛의 크기와 재생 주파수의 관계에 따라 결정됩니다. 우퍼는 주파수가 높아질수록 지향각이 급격하게 좁아지는 특성을 가집니다.

만약 2-way 스피커에서 우퍼보다 훨씬 작은 트위터가 고역을 담당하게 되면, 두 유닛이 교차하는 크로스오버 구간에서 지향각이 급격하게 넓어지는 현상이 발생합니다. 이는 유닛 사이즈가 갑자기 작아지면서 발생하는 물리적 현상으로, 결과적으로 크로스오버 부근에서 에너지 응답이 불연속해져 정확한 팬텀 이미지 형성을 방해하게 됩니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 트위터 주변에 웨이브가이드를 적용합니다. 웨이브가이드는 트위터의 지향성을 물리적으로 제한하여 우퍼의 상한 대역 지향각과 일치시킵니다. 이를 통해 얻을 수 있는 이점은 다음과 같습니다.

• 균일한 오프-액시스(Off-axis) 응답: 정면(On-axis)뿐만 아니라 측면에서 발생하는 반사음의 음색 변화를 최소화하여 실내 어디서든 자연스러운 소리를 전달합니다.
• 에너지 효율 및 왜곡 감소: 소리를 특정 방향으로 모아주므로 트위터의 효율이 상승하며, 같은 음압을 낼 때 트위터가 덜 움직여도 되므로 비선형 왜곡이 줄어듭니다.
• 정교한 이미징: 지향각이 전 대역에서 일정해지면 악기들의 위치와 공간감이 훨씬 선명해집니다.

특히 네트워크 회로를 통해 제어되는 패시브 스피커의 경우, 위상과 주파수 응답을 조절하는 데 한계가 있으므로 물리적인 웨이브가이드 설계가 더욱 중요해집니다. 잘 설계된 웨이브가이드는 크로스오버 지점의 지향성을 완벽하게 보정하여, 유닛 간의 결합력을 높이고 스피커의 전체적인 완성도를 결정짓는 핵심 요소가 됩니다.

그림 1

• https://www.genelec.com/key-technologies/directivity-control-waveguide-technology
• https://thenextweb.com/news/what-the-heck-is-a-waveguide
• https://en.wikipedia.org/wiki/Waveguide