Эхолокация летучих мышей
2 Январь 2012, 04:38
Многие знают, что летучие мыши ориентируются в пространстве и охотятся на различных насекомых с помощью эхолокации. Если сказать своими словами, то они издают специфические звуки, а затем ловят отраженный от препятствий сигнал. Однако давайте попробуем вместе разобраться, на самом ли деле всё так "просто".
Учёные утверждают, что летучие мыши хорошо ориентируются в пространстве, выпуская локационные сигналы в виде коротких ультразвуковых импульсов частотой от 20 до 120 кГц и продолжительностью от 0,2 до 100 мс. Итак, получается, что длительность импульса может быть разной, от чего это зависит, мы не знаем, поэтому возьмем импульс достаточно короткий, одну миллисекунду. Теперь давайте вспомним, какова скорость звука в воздухе. Она ровна 343м/с. Из этих величин можно вывести длину, точнее говоря пространственную длину импульса - 34,3 сантиметра. Собственно говоря длина импульса и дает нам точность измерения - то есть, летучая мышь не может определять положение объекта точнее, чем плюс/минус 34,3 см. И это для импульса в одну миллисекунду, не 100.
На самом же деле, если рассматривать данный вопрос с точки зрения радиофизики, все гораздо оптимистичнее, сложнее и интереснее. Летучие мыши издают сигнал с переменной частотой, ловят отраженный сигнал и берут свертку. Получают дельта-функцию Дирака, короткий импульс. Летучие мыши "знают", что такое свертка (в частности, свертка функции с обратной), они используют линейно-частотную модуляцию и замечательно берут интегралы. Подобными методами пользуется «настоящая» радиолокация. Только, что же является настоящей радиолокацией после такого - это ещё вопрос.
Кроме того, летучие мыши также умеют выключать свой "приемник" на время передачи импульса - чтобы не сгорел входной каскад.
Это всё понятно. Неясным только остаётся тот факт, как же они отличают - да еще с такой скоростью и точностью - где насекомое, где ветка, а где стена. Они прекрасно летают между веток и отлично ловят насекомых. Как? Может вы знаете?
