定向音响的两种声音定向传播技术对比分析：波束成形 vs 超声波

定向音响的两种声音定向传播技术对比分析：波束成形 vs 超声波

引用

网易

1.

https://m.163.com/dy/article/JBNRPN3B0511A48I.html

在现代化音频领域，声音定向传播技术正逐步改变着我们与声音互动的方式。其中，波束成形定向发声技术和超声波定向发声技术因其独特的特性引起了广泛关注。本文将从工作原理、定向性、设备规模以及声音定向传播距离几个方面来详细对比分析这两种定向发声技术。

一、工作原理

1. 波束成形定向发声技术

• 原理：利用多个扬声器单元（阵列）来控制声波的相位和幅度。通过精确调整每个扬声器单元的发声时机和强度，形成一个或多个声波束。
• 实现方式：通过数字信号处理（DSP）技术来控制扬声器阵列的输出，使得声音可以在特定方向上叠加，增强指定方向的声音定向传播，同时在其他方向上相互抵消，减少声音传播扩散。

2. 超声波定向发声技术

• 原理：利用超声波（通常频率在20kHz以上）作为载体，通过调制超声波信号来携带音频信息，并利用空气中的非线性效应将超声波解调为可听声音。
• 实现方式：使用超声波发射器生成高频超声波，并通过调制技术将音频信息叠加在超声波上。超声波到达特定区域时，空气的非线性效应会产生可听音频。

二、定向性

• 波束成形定向发声技术：通过控制声波的相位和幅度，波束成形技术能够实现较高的定向性，但其定向性受限于扬声器阵列的大小和设计，通常能够实现较窄的声波束，但不如超声波技术那样极致。
• 超声波定向发声技术：由于超声波具有短波长和高频率，超声波定向发声技术能够实现极高的定向性。超声波束可以非常集中，能够将声音精确定向地传递到目标区域。

三、设备规模

• 波束成形定向发声技术：需要多个扬声器单元组成阵列，设备体积较大，通常适用于固定安装。扬声器阵列的大小直接影响定向性和控制精度，因此设备规模较大。另外，扬声器阵列的设计和布置需要精确计算和调整，设备安装和调试复杂度较高。
• 超声波定向发声技术：超声波发射器通常较为紧凑，设备体积小，便于安装和使用。虽然设备设计相对简单，但需要考虑超声波的调制和解调技术。

四、声音定向传播距离

1. 波束成形定向发声技术

• 传播距离：适用于中远距离的声音定向传播。通过调节扬声器阵列的参数，可以实现较长距离的定向传播，但距离越远，定向性和声音强度可能会有所减弱。
• 应用场景：适合需要较大覆盖范围的场景，如广场舞、学校操场、高速隧道、社区街道、公园、户外广告等需要声音定向传播的公共场所。

2. 超声波定向发声技术

• 传播距离：适用于近距离和特定小范围内的声音定向传播。由于空气的非线性效应，超声波在较短距离内解调为可听声音，传播距离有限。
• 应用场景：适合需要高定向性和定向范围小的场景，如博物馆、展览馆、画廊、广告机、商场、超市、数字标牌等。

通过上述内容的描述，我们知道，无论是波束成形定向发声技术，还是超声波定向发声技术，它们都在不同的应用场景中展示出了巨大的潜力和优势。随着技术的不断进步和应用场景的多样化，声音定向传播技术将继续推动音频领域的发展，为用户带来更加智能和高效的声音体验。