Звуки, издаваемые зубатыми китами под водой

Зондирующие сигналы у дельфинов

Как мы уже говорили в первом, общем, разделе нашей книги, стенки черепа дельфина служат как бы рефлектором звука, а лобный выступ играет роль своеобразной акустической линзы, фокусирующей пучок звуковых волн. Таким образом, локационные щелчки распространяются отнюдь не одинаково в стороны от источника их возникновения. Построив график величины интенсивности сигнала в данном направлении, можно получить диаграмму направленности излучения сигнала. По виду она напоминает лепесток цветка. Так вот, оказалось, что диаграмма направленности звукового излучения у дельфина на частотах до 60 килогерц имеет два лепестка, расположенных симметрично относительно акустической оси перед головой животного. Следовательно, прямо по роструму дельфина образуется зона с минимальной величиной интенсивности сигнала. Но глубина этой зоны уменьшается при увеличении частоты сигнала, и для сигналов выше 60 килогерц диаграмма направленности будет состоять уже только из одного лепестка с максимумом перед головой животного.

Двухлепестковая диаграмма направленности сигнала на низких частотах и однолепестковая диаграмма сигналов, в которых преобладают высокочастотные составляющие, позволяют дельфинам наиболее эффективно определять направление на объект. Так, например, на дальних расстояниях, когда в водной среде происходит значительное затухание высокочастотных составляющих, успешное лоцирование объекта может производиться известным в локации методом минимума. В нашем случае суть этого метода заключается в том, что животное засекает направление на отсутствие сигнала прямо перед своей головой, а любое появление сигнала справа или слева от головы дельфина обеспечивает ему возможность повысить точность определения угловых координат цели. И наоборот, по мере сближения с целью, когда все более возрастает роль высокочастотных гармоник в сигнале, определение направления на объект обеспечивается при использовании метода максимума, то есть будет производиться по максимальной амплитуде. Точность определения угловых координат в этом случае оказывается меньшей, но это компенсируется более узкой диаграммой излучения.

Изменение диаграммы направленности излучения локационных щелчков у афалины в зависимости от частоты сигналов
120. Изменение диаграммы направленности излучения локационных щелчков у афалины в зависимости от частоты сигналов. При частоте сигнала до 60 килогерц диаграмма имеет два лепестка, расположенных симметрично относительно акустической оси; в этом случае прямо перед рострумом животного образуется зона с минимальной интенсивностью сигнала. По мере приближения дельфина к объекту лоцирования доля высокочастотных составляющих в его сигнале возрастает, отчего лепестки диаграммы все более сближаются и она становится все более однонаправленной. На частоте 100 килогерц диаграмма состоит уже только из одного лепестка с максимумом перед головой животного.

Несмотря на то, что механизм производства зондирующих сигналов у дельфинов еще недостаточно изучен, уже сейчас можно с уверенностью говорить, что гидролокационная система дельфинов обладает значительными потенциальными возможностями для осуществления пространственного зондирования в условиях разных локационных ситуаций.