公共空间的声音为什么总在互相打扰？汉得利定向扬声器让声音传播更有方向

走进一家现代科技展馆，眼前可能同时摆放着十几件互动展品。每一件展品都有独立的讲解视频，每一块屏幕都需要声音配合。但如果所有扬声器同时工作，原本应该清晰的讲解，很容易变成混杂在一起的背景噪声。

如果给每位参观者配备耳机，虽然能够解决部分声音干扰问题，却又增加了设备维护、卫生管理和使用成本。

这就带来了一个有意思的技术问题：声音一定要向四周传播，才能让人听见吗？能不能像聚光灯一样，只把主要声音能量送到指定区域？

这正是定向扬声器（Directional Speaker）试图解决的问题。

汉得利（BESTAR）正在将这一技术应用于展览展示、公共服务、医疗空间以及户外信息提示等场景。它的目标不是单纯让声音变得更响，而是通过超声波定向声学技术，让不同区域获得相对独立的听音体验，减少不必要的声音扩散与相互干扰。

普通音箱解决“听不听得见”，定向声学开始解决“谁应该听见”

传统扬声器通过振膜振动推动空气，将电信号转化为可听声波。声音传播具有频率相关的指向性，尤其是较低频率的声音，通常更容易向周围扩散。

对于家庭音响和会议扩声，这种较宽的声音覆盖范围往往是优点。但在一些特定公共空间，它反而可能成为问题。

例如，博物馆希望不同展柜拥有各自的讲解内容；银行希望业务终端附近的语音提示尽量减少对相邻区域的干扰；医院希望某个服务区域的信息清晰可辨，却不希望所有提示音都覆盖整个大厅。

传统解决方案通常是降低音量、调整扬声器位置、增加隔音结构，或者让使用者佩戴耳机。但这些方法未必能够同时满足开放空间、自由通行与分区播放的要求。

定向扬声器则改变了思路：不只是控制播放音量，而是从声源端优化声音的空间分布，使主要声能更集中地传播到目标方向。

一个直观的比喻是普通灯泡和聚光灯。普通灯泡强调较大范围的照明，而聚光灯可以把光线集中到特定位置。定向扬声器所追求的，也是让声音具有更加明确的主要覆盖区域。

当然，定向声音并不意味着区域之外*听不到，也不意味着声音碰到墙面后不会反射。真正的技术价值在于降低非目标区域的声压和相邻听音区之间的干扰，而不是创造一道完全隔绝声音的无形墙壁。

一百多年的声学研究，让声音开始拥有类似光束的方向性

定向扬声器*有意思的地方，并不是简单使用特殊形状的喇叭，而是利用了一项相当特别的物理现象：空气中的非线性声学效应。

早在1963年，美国声学研究人员Peter Westervelt便对声学参量阵现象进行了理论研究。1983年，日本研究人员Masahide Yoneyama等人在《美国声学学会杂志》发表有关Audio Spotlight的研究，提出利用超声波在空气中的非线性相互作用，形成具有很强方向性的可听声。

这项技术的工作过程，可以简单理解为三个步骤。

首先，系统将音乐或语音信号调制到高频超声波载波上。由于超声波频率很高，在适当设计的换能器阵列中，可以形成方向性较强的超声波束。

随后，超声波在空气中传播。空气并不是完全线性的声学介质，在一定声压条件下，高频声波之间的非线性相互作用会产生新的频率成分，其中包括落在人耳可听范围内的差频信号。

*终，听众在对应区域内接收到由这一过程形成的可听声音。

这里的关键不是超声波本身被人耳直接听见，而是利用超声波作为载体，通过空气中的非线性作用产生具有方向性的可听声。这一过程也被称为自解调（Self-demodulation）。

2008年，*科学院声学研究所相关科研人员在《声学技术》发表《超指向性扬声器的系统设计与测试》，进一步从超声换能器阵列、频率响应、谐波失真以及指向性测量等方面，验证了这一声学路线的工程可行性。

从实验室中的声学参量阵，到今天能够安装在展柜、天花板及公共设施中的定向扬声器，这项技术的演进说明：声学工程不只是研究如何产生声音，也在研究如何控制声音到达的位置。

真正困难的不是让声束变窄，而是让目标区域里的声音依然好听

定向扬声器听起来很理想，但真正进入产品开发以后，会遇到一些普通扬声器不完全相同的技术难题。

首先是低频表现。超声波参量阵的可听声产生过程涉及非线性转换，不同频率的转换效率并不一致，低频输出往往更难处理。对于语音讲解来说，清晰度可能是第一优先级；但如果希望播放音乐，单纯依靠定向发声单元，就可能面临声音厚度不足、低频表现受限等问题。

其次是失真控制。超声波调制并不是把一段音乐直接搬到更高频率就能获得理想结果。调制方式、换能器带宽以及非线性解调过程，都可能影响*终的可听声音质量。

2023年，南京大学等机构研究人员在《美国声学学会杂志》发表了关于参量阵扬声器声功率的研究。研究指出，典型参量阵配置中，超声向可听声音的能量转换效率通常较低，相关理论模型与实验研究也持续围绕输出效率和失真展开优化。这属于该技术路线的科研结论，并非汉得利某一款产品的实测效率。

因此，对于真正面向商业应用的定向扬声器，声束控制、驱动电路、频率响应补偿和整机声学设计，必须共同考虑。

汉得利现有产品系列已经体现了这种工程思路。

例如，其一款室内定向扬声器采用24V直流供电，额定功耗25W，标称声压级为80±5dB（1kHz、1m）。产品资料显示，在偏离主要传播方向30°的位置，声压衰减超过15dB。

15dB意味着什么？从声压幅值来看，相当于下降到原来的约18%。这并不能直接理解为旁边的人完全听不到声音，却说明该产品能够在特定测试条件下形成比较明显的方向性差异。

更值得注意的是，这款产品还提供三种工作模式：定向模式、普通扬声器模式和混合模式。

在定向模式下，系统强调声音向指定方向传播；普通扬声器模式可以承担低频补偿；混合模式则允许定向发声与传统扬声器协同播放，以改善高低频声音的整体体验。

这体现了一个重要的工程判断：定向声学不一定需要取代传统扬声器，两种技术可以通过合理分工，分别解决方向性和声音完整度的问题。

从展厅讲解到户外交通提示，汉得利把定向声学做成不同场景的解决方案

真正的定向声学系统，不能只停留在实验室里的声音波束演示，还需要根据安装空间、播放距离、环境噪声和可靠性要求进行不同设计。

汉得利现有定向扬声器产品已经形成多个应用方向。

对于室内展览、智能终端和商业展示，其产品强调紧凑结构、定向播放以及低频补偿。例如Boozu系列中的紧凑型产品，能够在相对有限的空间中进行安装；另一类吸顶式或平面式定向扬声器，则适合办公区域、医院和博物馆等场景。

对于户外应用，汉得利还开发了面向交通路口、校园及公共场地的定向发声设备。这类产品面对的是更远的传播距离、更复杂的环境噪声，以及温度、风雨和安装结构等约束，设计重点自然不同于室内近距离讲解。

需要强调的是，定向传播能力不等于任何距离和任何环境下都能实现相同的听音效果。尤其在具有较强反射面的室内空间，墙壁、玻璃和天花板可能改变*终声场；而在户外，背景噪声、安装方向和环境条件也会影响有效覆盖范围。

因此，*终方案仍需要通过声场仿真、指向性测试和实际环境中的声压分布测量进行验证。

在汉得利提供的技术介绍视频中，可以看到其超声换能器阵列、定向扬声器实物以及消声室内的声学测试场景。视频同时展示了银行服务、展馆讲解、交通路口等应用方向，以及三亚人防馆、无锡健康养生馆等项目合作案例。

这些内容反映出，汉得利正在把定向声学从单一的发声器件，延伸为适用于不同空间和具体使用需求的声音解决方案。

从电声器件到声场设计，汉得利20多年的声学积累正在体现新的价值

汉得利进入定向声学领域，并不是简单增加一种外形不同的音箱产品。

公司成立于2002年，以电声器件业务起步，长期积累扬声器、蜂鸣器及相关汽车声学产品的研发制造经验。随着声学技术不断向数字化、智能化发展，企业的研发方向也逐渐从传统声电转换，延伸到超声换能器、压电陶瓷、驱动控制和声学系统集成。

对于定向扬声器，这种技术跨度尤其重要。

传统扬声器的性能往往高度依赖振膜、磁路、声腔和功放设计；而超声波定向发声进一步涉及压电换能器阵列、超声载波调制、非线性声学、驱动电路和声场控制。它不再只是一个能够播放音乐的设备，而是一套由材料、电子、声学和算法共同决定表现的系统。

汉得利现有产品与技术体系覆盖超声换能器研发、驱动电路设计、声学系统开发以及批量制造。对于客户而言，这种能力的价值不仅在于提供一款标准化定向扬声器，也在于能够围绕实际安装空间和目标听音区域，对产品结构及系统方案进行匹配。

未来，在越来越多公共空间开始追求个性化信息服务的背景下，声音可能不再必须以覆盖整个空间为目标。展品讲解、终端提示、区域广播和个性化音频，都有机会通过更精细的声场设计获得不同的传播方式。

传统音箱让声音被更多人听见，而定向扬声器开始关注另一个同样重要的问题：哪些声音，应该被哪些位置的人听见。

声音技术的下一次升级，未必是让整个空间更加响亮，而是让真正需要的信息，更准确地抵达真正需要它的人。