定向聲技術(shù)概述及實(shí)現(xiàn)原理

　　定向聲，顧名思義，就是聲音不再像傳統(tǒng)揚(yáng)聲器那樣360度擴(kuò)散聲音，而是能夠沿著一定的路徑傳送聲音。這種技術(shù)在很多應(yīng)用場(chǎng)景例如博物館中非常重要。

　　定向聲技術(shù)主要有三種，一是聚音罩技術(shù)，這種技術(shù)最簡(jiǎn)單，也就是在高頻揚(yáng)聲器上罩個(gè)大半球形的罩子，人在聚音罩下方即可清楚聽(tīng)到聲音；二是揚(yáng)聲器陣列技術(shù)，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(shù)，這種方法是把聲音調(diào)制到超聲上傳送，碰到界面后利用空氣中的自解調(diào)產(chǎn)生聲音，這種技術(shù)簡(jiǎn)單可靠，效果較好，而且成本相對(duì)較低。

　　基于超聲的聲頻定向傳播技術(shù)是一種可使聲音以波束在一定放心傳播的新聲源技術(shù)，其基本原理是將可聽(tīng)聲音信號(hào)調(diào)制到超聲載波信號(hào)之上，并由超聲換能器發(fā)射到空氣中，不同頻率的超聲波在空氣中傳播的過(guò)程中，由于空氣的非線性聲學(xué)效應(yīng)，這些信號(hào)會(huì)發(fā)生交互作用和自解調(diào)，進(jìn)而產(chǎn)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(tīng)聲區(qū)域。這樣，借助超聲波本身的高指向性，實(shí)現(xiàn)了聲音定向傳播的過(guò)程。

　　20世紀(jì)60年代Westervelt\Berktay等人發(fā)現(xiàn)了超聲在空氣中非線性傳播的自解調(diào)效應(yīng)。20世紀(jì)80年代，日本Kamkura T等人成功制作了這種揚(yáng)聲器裝置，從而實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了這種原理。2002年美國(guó)Joseph繼續(xù)推動(dòng)了該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。目前美國(guó)、德國(guó)和日本業(yè)已開(kāi)始推行應(yīng)用這種技術(shù)，新加坡和國(guó)內(nèi)的中科院聲學(xué)所在這方面也再進(jìn)行研究。

　　國(guó)內(nèi)的小聲科技也率先發(fā)布了基于超聲調(diào)制的定向音箱，目前在北京和深圳的硬蛋展廳都有體驗(yàn)版可以體驗(yàn)，感興趣的可以直接官網(wǎng)預(yù)定或者定制產(chǎn)品。