海豚声纳系统工作原理

海豚声呐系统的工作原理是根据发出声波从物体上的反射，检测信号的返回时间。一般来说，如果声呐脉冲的声源（长度）小于声音的波长，声呐就会朝四面八方发射声音信号，类似于迪斯科舞厅的闪光灯球发出的光。因此，为了朝着特定方向发射目标光束，声源必须大于波长。但海豚却不必遵循这一要求。

为了知道海豚如何进行回声定位，科学家们用CT扫描来研究无鳍海豚（鼠海豚科江豚属）的头部。他们发现这些海豚的前额结构复杂，包括气囊、软组织和头骨三个部位。这些部位组成的前额层能让声音以不同的速度通过，从而使海豚可控制声束的焦点。“如果我们能够弄懂这些结构，那么我们就可以重新设计声呐系统并将它们放入（较小的）船中。”宾夕法尼亚大学物理学家曹文武说道。该研究于2016年12月在《物理评论》上发表，曹文武是作者之一。

研究表明，海豚与另一种以回声定位著名的哺乳动物蝙蝠有一些共通之处。弗吉尼亚理工大学机械工程学教授Rolf Müller说：“我很好奇，海豚是如何通过压缩前额复合体来改变它们的发射模式的。”Müller教授曾研究过蝙蝠声呐系统，但并未参与此次的海豚声呐研究。目前，除了人类技术以外，蝙蝠和海豚的确拥有数一数二的声纳系统。