刘彦茗，张舒心，杨璐慧

(1. 山东大学机械工程学院，山东济南250100；2. 山东大学物理学院，山东济南250100；3. 山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101)

0 引 言

声呐系统是蝙蝠在漫长进化过程中取得成功的突出优势之一，目前利用声呐系统进行回声定位的蝙蝠约有1 200种[1]，且分布在地球的绝大部分地区[2]。而目前基于生物声呐系统研制的工程产品，如声呐、雷达，在信息编码效率、探测性能和结构尺寸等方面较生物声呐系统仍有巨大差异[3]。因此，蝙蝠声呐系统是改善现有工程传感系统的绝佳生物模型，可以为研发更优异的仿生声呐系统和工程声呐系统提供灵感[4]。

蹄蝠科和菊头蝠科蝙蝠能够在非常复杂的自然环境中自由穿梭并高效地完成目标识别、猎物捕捉等传感任务，它们都是由鼻孔发射超声声呐信号，利用耳朵接收回声信号，通过分析回声信号获取关于周围环境的传感信息。其声呐系统都具有独特的动态特性，主要表现为：(1) 蝙蝠能够根据周围环境和传感任务的不同，动态调整超声声呐信号的强度、方向、持续时间和发声频率等参数[5-6]，如在植被较密集的区域或猎物的捕捉阶段，蝙蝠发射的超声脉冲信号更多，发声频率更高[7]；(2) 蝙蝠的声呐系统结构，即鼻孔周围挡板形状的褶皱结构(即“鼻叶”)和耳廓，如图1所示，在超声信号发射和回声信号接收过程中受肌肉的控制可以发生不同形态的动态形变，如鼻叶可发生闭合-开启运动(即合开运动)和随机运动[8]；……