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根据参量阵原理得到的声频定向系统是一种能够使消费者具有独立语音空间的扬声器系统。与传统扬声器系统声音具有全方位都能被听到的特性相比，由于空气的自解调作用，声频定向系统得到的可听声具有高指向性特性。在声频定向理论方面，本文在总结非线性声学公式推导的基础上，利用基本解的方法对二阶波动方程进行解析解求解。在声频定向调制方法方面，本文提出改进AM方波调制、改进型DSB方波调制和改进型SSB方波调制。根据各种推导非线性声学公式的方法，本文总结出两种比较有代表性的推导方法：一是Aanonson方法；二是Westervelt方法。根据推导得到的二次波动方程和声源为宽带幅度调制波的情况下，将物理问题转换为数学物理方程中的定解问题。本文采用数学物理方程中的基本解方法对二次声波的定解问题进行求解。基本解方法的基础解求解过程中利用傅立叶变换、Hankel变换将多变量的微分方程转换为单变量的常微分方程。最后通过适当地近似化处理，得到远场中轴线的二次声波解析解：远场声波的幅值与源波包络的平方二次时间导成正比。该解析解为实际远场可听声的失真分析提供了依据。在现有DSB方波调制和SSB方波调制的基础上提出多种改进型DSB方波调制和改进型SSB方波调制，通过对最后输出方波进行傅立叶级数展开和Matlab仿真，验证这些方波调制的合理性。结合声波在远场声场中的解析解，分析各种方波调制最后的可听声失真情况。对2008年提出来的改进AM调制进行了方波调制分析，使其输出频率较低的方波，并对最后输出的方波进行傅立叶级数展开和Matlab仿真，验证了该方法的正确性。本人还设计出适合于方波调制的基于FPGA的声频定向硬件系统，该系统的功率放大器采用全桥电路，减少系统整机的功耗。将文中提到的部分方波调制算法在FPGA系统上进行了实现。通过改进型DSB方波调制、改进型SSB方波调制与DSB方波调制在声频定向系统实现进行比较，得出改进型DSB方波调制在谐波失真方面优于DSB方波调制的结论；改进型SSB方波调制具有较少的谐波失真，却具有较高的互调失真。