海豚聲納系統工作原理

海豚聲吶系統的工作原理是根據發出聲波從物體上的反射，檢測訊號的返回時間。一般來說，如果聲吶脈衝的聲源（長度）小於聲音的波長，聲吶就會朝四面八方發射聲音訊號，類似於迪斯科舞廳的閃光燈球發出的光。因此，為了朝著特定方向發射目標光束，聲源必須大於波長。但海豚卻不必遵循這一要求。

為了知道海豚如何進行回聲定位，科學家們用CT掃描來研究無鰭海豚（鼠海豚科江豚屬）的頭部。他們發現這些海豚的前額結構複雜，包括氣囊、軟組織和頭骨三個部位。這些部位組成的前額層能讓聲音以不同的速度通過，從而使海豚可控制聲束的焦點。“如果我們能夠弄懂這些結構，那麼我們就可以重新設計聲吶系統並將它們放入（較小的）船中。”賓夕法尼亞大學物理學家曹文武說道。該研究於2016年12月在《物理評論》上發表，曹文武是作者之一。

研究表明，海豚與另一種以回聲定位著名的哺乳動物蝙蝠有一些共通之處。弗吉尼亞理工大學機械工程學教授Rolf Müller說：“我很好奇，海豚是如何通過壓縮前額複合體來改變它們的發射模式的。”Müller教授曾研究過蝙蝠聲吶系統，但並未參與此次的海豚聲吶研究。目前，除了人類技術以外，蝙蝠和海豚的確擁有數一數二的聲納系統。