摘要:你是否曾被广场舞音乐、校园广播或交通提示音“无差别轰炸”?是否设想过声音能像手电筒的光束一样精准传播?在声学技术飞速发展的今天,定向发声技术正让这些想象变为现实。这项黑科技如何实现“声音狙击”?又将如何改变我们的生活?
你是否曾被广场舞音乐、校园广播或交通提示音“无差别轰炸”?是否设想过声音能像手电筒的光束一样精准传播?在声学技术飞速发展的今天,定向发声技术正让这些想象变为现实。这项黑科技如何实现“声音狙击”?又将如何改变我们的生活?
【声音的“激光笔”:定向发声原理揭秘】
与传统音响的“泼水式”传播不同,定向发声技术让声音像激光一样沿直线传播,核心原理有两种:
超声波载波技术
主要是利用超声波的指向性和非线性效应来实现声音的定向传播。它先将可听声信号调制到超声波载波上,然后通过换能器阵列发射出去。
波束成形技术
基于阵列信号处理技术,通过对多个扬声器(或换能器)的信号进行加权和延时处理,使得它们发射的声波在空间中叠加形成一个指向特定方向的波束。
该技术最早应用于军事声呐,如今已走进民用领域。宝安本土企业静境智能声学(深圳)有限公司使定向发声技术成功落地并广泛应用于多场景,成为解决噪声污染的新利器→
公共空间:广场舞音乐可限定在舞池范围内,周边居民区不再受扰
教育场景:操场广播不再干扰教学楼,实现“动区欢闹,静区安宁”
交通管理:高速公路警示音可直接传入车内,避免环境噪声干扰
文化展览:不同展品前播放独立解说,告别展厅声音混杂的困扰
【军事科技延伸:定向声波的"隐形利刃"应用】
LRAD远程声波装置:能在2500米外发射145分贝聚焦声波(相当于喷气式飞机起飞噪音),却只在特定方向形成"声波墙",常用于舰艇防御
声波狙击系统:通过毫米级精度声波反射,可在黑暗中识别50米外的心跳特征
定向传讯:特种作战中实现500米内"只让目标人物听见"的密语传递
【知识拓展:自然界的定向声学大师】
有趣的是,这类原理其实在自然界早有先例——蝙蝠在黑暗中导航时,发出的超声波束宽度仅15-20度,堪称生物界的"定向发声大师"。
生物界的声学奇迹
蝙蝠的"天然声呐"系统堪称进化杰作:发射频率高达20-200kHz的超声波束;波束宽度精确控制在15-20度(接近军用声呐水平);可探测0.05mm细的障碍物(相当于头发丝的直径)。
海洋中的声学专家
齿鲸类(如海豚)同样掌握定向发声绝技:额前的"瓜器官"能聚焦声波、可实现200kHz高频定位与20kHz低频通讯的自由切换。
从军事技术到民用创新,定向发声正在书写声学应用的新篇章。它或许预示着一个未来:在这个世界里,声音不再是无序的入侵者,而成为可精确调控的城市要素。
在静境智能声学(深圳)有限公司的实验室里,就有基于此技术打造的科技展品。当观众走入特定区域,装置会自动触发定制音效,即便多人同时在不同区域可听到完全不同的声音内容,互不干扰。这种技术已成功应用于多个展览项目,为观众营造了安静、舒适且沉浸式的游览环境。
噪声污染是现代城市的通病。世界卫生组织数据显示,长期暴露于55分贝以上噪声环境,会显著增加心血管疾病风险。定向发声技术的意义不仅在于“降噪”,更在于重新定义声音的空间权属——让需要声音的地方清晰可闻,该安静的区域不受干扰。
转载至宝安科技馆
来源:静境声学科普J