Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
В горизонтальной плоскости диаграмма направленности оказалась симметричной относительно акустической оси и ее ширина зависела от частоты излучения, изменяясь от 65° на частоте 100 кГц до 80° на частоте 30 кГц, КНД изменялся от 14 до 9. В вертикальной плоскости достоверной зависимости ширины диаграммы излучения от частоты не обнаружено. В среднем на всех частотах ее величина составляла 46°, а КНД — 25. Слабовыраженная изменчивость диаграммы излучения частоты и благоприятные соотношения размеров ротовой полости с длинами волн зондирующего сигнала позволяют рассматривать ротовую полость ночниц в качестве акустического рупора. Такам образом, широкополосная излучающая система ночниц обеспечивает формирование отраженных ЧМ-сигналов без искажений их спектральных характеристик при отклонении лоцируемой цели от «нулевого» направления.
Подковоносы излучают локационные сигналы не через рот, а через две ноздри, расположенные на расстоянии половины длины волны излучаемого ультразвука и окруженные сложно устроенными носовыми выростами.
Эксперименты показали, что в горизонтальной плоскости ширина диаграммы составляет 41° и близка к теоретической, при расчете которой излучающая система подковоноса рассматривалась как синфазный излучатель, состоящий из двух когерентных изотропных источников, расположенных на расстоянии половины длины волны. В вертикальной плоскости диаграмма оказалась резко асимметричной, с выделением основного лепестка шириной 30° и мощного дополнительного лепестка, направленного вниз от акустической оси. В обоих случаях КНД равен 23. Формирование направленности излучения как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях у подковоноса происходит в основном за счет интерференций от двух источников, в первом случае от двух ноздрей, во втором — от двух точек в каждой из них. Носовые выросты окончательно формируют направленность излучения. В упрощенном виде всю излу-
чающую систему подковоносов можно рассматривать как 4 синфазных когерентных источника, расположенных по углам трапеции, на расстояниях, близких к половине длины волны локационного сигнала.
Таким образом, из результатов проведенных экспериментов видно, что эхолокационные системы летучих мышей обладают высокой направленностью излучения, которая увеличивает звуковое давление зондирующих сигналов по сравнению с ненаправленными излучателями той же мощности в 10—25 раз. ^ ifS
6.1.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКОПРИЕМА
Направленность звукоприема. Учитывая, что дирекционная чувствительность слухового анализатора определяется прежде всего физическими предпосылками, которые обеспечиваются акустическими свойствами ушных раковин и головы животного, целесообразно на представителях двух типов эхолокационных систем рассмотреть характеристики направленности приема на уровне входа в наружный слуховой проход и затем сопоставить их с данными электрофизиологических и поведенческих исследований.
Сопоставление эхолокационных сигналов и морфологических особенностей ушных раковин летучих мышей позволяет выявить некоторые общие корреляты. Летучие мыши, излучающие ПЧ-ЧМ-сигналы, имеют свернутую в воронку ушную раковину с развитым антитрагусом. Такой тип ушной раковины можно выделить как «рупорный». Для летучих мышей, использующих широкополосные ЧМ или гармонические сигналы, характерна ушная раковина «рефлекторного» типа в виде листового расширения, играющего роль отражающей поверхности, и развитого трагуса, расположенного на пути звуковых волн по входу в слуховой проход.
Измерения диаграммы направленности приема ушной раковины ночниц показали, что их форма зависит как от частоты сигнала, так и от угла наклона плоскости, в которой проводилось измерение, относительно головы летучей мыши. Было установлено, что центры максимального приема расположены вблизи горизонтальной плоскости ипсилатерально относительно исследуемой раковины и при повышении частоты приближаются к средней линии головы. Формирование направленности приема происходит за счет звукоусиливающих и экранирующих свойств ушной раковины. Вблизи направления максимального приема на входе в слуховой проход обнаруживается усиление принимаемого сигнала по сравнению с интенсивностью падающей волны. Коэффициент усиления составляет 11—12 дБ в диапазоне 30—80 кГц и 7—8 дБ на частоте 100 кГц. При смещении направления прихода звука от области максимальной чувствительности (акустическая ось) звуковое давление на слуховом проходе постепенно уменьшается и вскоре становится меньше единицы, что свидетельствует о формировании направленности в этой зоне за счет экранирующих свойств ушной раковины. С увеличением частоты сигнала этот эффект усиливается. Отмеченные закономерности за-
висимости характеристики направленности от частоты отражаются аа диаграммах направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рис. 198). С увеличением частоты сигнала от 30 до 100 кГц ширина диаграммы направленности на уровне 0.7 уменыпа-зтся в среднем в два раза.
А
3*0*
