定向聲技術概述及實現原理

　　定向聲，顧名思義，就是聲音不再像傳統揚聲器那樣360度擴散聲音，而是能夠沿著一定的路徑傳送聲音。這種技術在很多應用場景例如博物館中非常重要。

　　定向聲技術主要有三種，一是聚音罩技術，這種技術最簡單，也就是在高頻揚聲器上罩個大半球形的罩子，人在聚音罩下方即可清楚聽到聲音；二是揚聲器陣列技術，用大量的高頻喇叭組成陣列形成波束，波束方向即主瓣方向能量最高；最后一種是基于超聲的聲頻定向傳播技術，這種方法是把聲音調制到超聲上傳送，碰到界面后利用空氣中的自解調產生聲音，這種技術簡單可靠，效果較好，而且成本相對較低。

　　基于超聲的聲頻定向傳播技術是一種可使聲音以波束在一定放心傳播的新聲源技術，其基本原理是將可聽聲音信號調制到超聲載波信號之上，并由超聲換能器發射到空氣中，不同頻率的超聲波在空氣中傳播的過程中，由于空氣的非線性聲學效應，這些信號會發生交互作用和自解調，進而產生頻率為原超聲頻率之和（和頻）與頻率之差（差頻）的新聲波。若超聲波選取合適，那么差頻聲波則可落在可聽聲區域。這樣，借助超聲波本身的高指向性，實現了聲音定向傳播的過程。

　　20世紀60年代Westervelt\Berktay等人發現了超聲在空氣中非線性傳播的自解調效應。20世紀80年代，日本Kamkura T等人成功制作了這種揚聲器裝置，從而實驗上驗證了這種原理。2002年美國Joseph繼續推動了該項技術在實際中的應用。目前美國、德國和日本業已開始推行應用這種技術，新加坡和國內的中科院聲學所在這方面也再進行研究。

　　國內的小聲科技也率先發布了基于超聲調制的定向音箱，目前在北京和深圳的硬蛋展廳都有體驗版可以體驗，感興趣的可以直接官網預定或者定制產品。