定向声技术概述及实现原理

　　定向声，顾名思义，就是声音不再像传统扬声器那样360度扩散声音，而是能够沿着一定的路径传送声音。这种技术在很多应用场景例如博物馆中非常重要。

　　定向声技术主要有三种，一是聚音罩技术，这种技术最简单，也就是在高频扬声器上罩个大半球形的罩子，人在聚音罩下方即可清楚听到声音；二是扬声器阵列技术，用大量的高频喇叭组成阵列形成波束，波束方向即主瓣方向能量最高；最后一种是基于超声的声频定向传播技术，这种方法是把声音调制到超声上传送，碰到界面后利用空气中的自解调产生声音，这种技术简单可靠，效果较好，而且成本相对较低。

　　基于超声的声频定向传播技术是一种可使声音以波束在一定放心传播的新声源技术，其基本原理是将可听声音信号调制到超声载波信号之上，并由超声换能器发射到空气中，不同频率的超声波在空气中传播的过程中，由于空气的非线性声学效应，这些信号会发生交互作用和自解调，进而产生频率为原超声频率之和（和频）与频率之差（差频）的新声波。若超声波选取合适，那么差频声波则可落在可听声区域。这样，借助超声波本身的高指向性，实现了声音定向传播的过程。

　　20世纪60年代Westervelt\Berktay等人发现了超声在空气中非线性传播的自解调效应。20世纪80年代，日本Kamkura T等人成功制作了这种扬声器装置，从而实验上验证了这种原理。2002年美国Joseph继续推动了该项技术在实际中的应用。目前美国、德国和日本业已开始推行应用这种技术，新加坡和国内的中科院声学所在这方面也再进行研究。

　　国内的小声科技也率先发布了基于超声调制的定向音箱，目前在北京和深圳的硬蛋展厅都有体验版可以体验，感兴趣的可以直接官网预定或者定制产品。