蝙蝠超声与雷达
摘要；所有教科书都是把雷达作为仿生学应用的典型事例，认为人们跟据蝙蝠能发射超声 波，接收回波，进行空间定位，而发明了雷达，本文从雷达的工作原理说起，与蝙 蝠的实际生活环境相对照，认为蝙蝠不可能采用雷达的空间定位原理，即根据回波 判断距离，蝙蝠一定是用一种与雷达不同的原理进行空间定位的。
关健词 ，蝙蝠，超声，雷达技术，
雷达的工作原理； 现今大家都认为，科学家是根据蝙蝠发射超声波，在目标上产生反射波，被蝙蝠听到，于是就测定了目标的方位这一事实发明了雷达，並作为仿生学的一个典型放进教科书，但是，一种波动，例如光波，电磁波，声波，或水波在其行进路上遇到較大的物会产生反射，这一现象科学家早就知道，关键问题是怎样将采集到的回波进行处理，将其转换成能看到，听到或感觉到的有用信息，说科学家跟据蝙幅原理而发明雷达没有什么跟据。
先看雷达是如何工作的，举一个最基本的船用雷达为例，它有一个天线，这个天线既发射电波，也接收回波，它像机关炮速射似的向外发射电磁波，称为电磁脉冲，每放一炮，仃下来听回波，再放一炮，再听回波，每秒放几十炮，收几十次回波，它不仃地作360度转动，延海平面发射出一束像激光笔一样的电磁波，这个波束照到远处别的海船的就会产生反射，产生回波，被天线接收，经过放大器放大，送到一个雷达技术最关键的部件，阴极射线示波管，将天线所接收到的回波信息，转换成目视可见的周围环境的二维或三维光学图像，示波管的荧光屏上有一条扫描线，叫做时基线，它以荧光屏中心为原点，与天线同步也作360度旋转，天线转到什么方向，它就转到什么方向，当天线收到回波后会在时基线上产生一个亮点，回波延迟时问越长，时基线上的亮点离原点的距禹就越运，就是说它把延迟时转换成眼睛可以看得到的距离尺度，这样，当天线转了一圈以后，荧光屏上就能显示出海面上所有其它海船的位置。
现在着蝙蝠是如何工作的，实际上蝙蝠能发两种叫声，一种叫声同麻雀等小型鸟雀的叫声非常相似，频率为几千周，蝙蝠是群居生物，用这种叫声与同伙交流信息，尋偶，母蝙蝠觅食回来，在黑暗的洞穴中尋找幼仔，另一种才是超声脉冲，只有在飞行时才发出，频率50--100千周，像机关枪声，每秒几发到十几发（人耳听不到，仪器才能测到），用耳朶听回声，探测周围环境，捕猎食物。
现在人类对蝙蝠的研究和了介也就到此为止了，蝙蝠是如何靠听到的喀，喀，喀状的回声就能得周围环境信息，测定距离，到目前为至也没有人能给出一个科学的，合理的介释，现在大多数人用雷达的工作原理反推到蝙蝠，认为蝙蝠也是听取回波相对于主波的延迟时间来测定距离，测定目标的方位，但只要了观察到蝙蝠的真实生活环境及其身体构造就可看出，蝙蝠跟本不可能用雷达的工作原理进行探测，首先蝙蝠发出的不是像激光一样的细声波束，它的超声是传向四方八方的，会同时有几十个，几百个回波传回来，天上也不是只有一个蝙蝠，有几千个几万个蝙蝠同时飞行，大家都在同时大声呼叫，怎么能在雷鸣般的呼叫声中听到细小的回声，就算能听到回声，你又怎么能知道那一个是你的回声，蝙蝠身体内和脑子里也没有类似阴扱射线示波管一样的能夠把声波信息转换成光学图像的装置，它怎么能看到或听到周围环境的。
我们不能，也许是永远不能知道，蝙蝠到底是真正看到了什么，或听到什么样的，但作为同是哺乳娄动物，有相同的身体器官和大脑，只是大小，灵敏度，敏感范围（如频率）有所差别，但对外界环境的感觉，反应及思维过程应该差不多，人和蝙蝠对外部环境的反应应该是差不多的，我们相信人类不具备，或不可能办到的事（能飞除外），蝙蝠也办不到。
为了介释前文中作为群居生物，蝙蝠在收听回波时所遇到困难，有人说蝙蝠具有特异功能，有超强的排除干扰的能力，能夠从强大的干扰声中听到细微的回声，还具有了不起的分辨能
力，能夠从众多的回波中听出自己的回波，还说蝙蝠脑子里有一台超电子什算机，能夠把听到的回波及它们各自的时延进行快速什算（我想没有每秒几千万次的远算速度算不出来），快速地转成周围环境的三维图像信息，这些都是一些毫无跟据的设想。
回波的时延问题，蝙蝠在飞行时，为了防揰，以及捕猎，最关键的目标是二三米至二三十厘米之间的岩壁，树木，飞虫等，它们相应的回波时延是0,015至0,0015秒，在雷达技术中的阴极射线示波管，由干电子束的扫描速度极快，是很容易区分並显示出这么短的时间间隔，但对于生物有机体，这已超出神经细胞的反应速度，没有一个人，或一支蝙蝠能听出这么短的时间问隔，及由这间隔来判断不同物体的距离。
综上所述，蝙蝠不可能采用与雷达技术相同的原理进行超声空间定位，它一定釆用一种与之不同，更方便的定位方法，本人将在另一篇文章中讨论。
颠覆传统概念的蝙蝠超声定位原理及盲人超声导航器
达明辉 电子学高级工程师
摘要
现今传统的蝙蝠超声定位原理认为，蝙蝠是靠发射超声脉冲，跟据回 波脉冲的延迟时间，计算目的物的距离，超声定位，建立声学的三维空 间图象，然而考察蝙蝠所处的生活环境，蝙蝠跟本不可能从众多的干扰 声中听到自己的超声回波，也不能根据回波的延迟时间就能建立起声学 的三维空间图像。
本文提出新的蝙蝠超声定位原理，蝙蝠发射超声脉冲，用耳接收超声 回波，但蝙蝠的耳朵是听不见超声频率的，超声频率的回波讯号在它耳 内被调制，转换成耳朵可听到的音频讯号，其频率与被探测对象的距离 成正比，因而能即时判断被测目的物的距离，实行空间定位。
根据本原理，设计出一种简单实用高効，真正仿生学意义上的盲人超
声导航器。
关键词：蝙蝠超声定位，盲人导航
现今，所有的教科书都这样教导我们，蝙蝠发送超声脉冲，脉冲在目的物上反射回来，收听到回波讯号，蝙蝠跟据回波来回的时间就能算出目的物的方位和距离，实行空间定位，捕猎飞虫，但在洞穴中，周围的环境是封闭的，上下左右前后都有物体，不是只有一个物体，都会产生回波，这些回波都会重叠在一起，而且当距离很近时，这些回波回来很快，当距离为1米时，回波时间只有0.007秒，同自已发射的，强大的主波混在一起，怎么能分得清，特别是蝙蝠是群居生物，成千上万个蝙蝠同时大声呼叫，怎儿能在这么大的噪杂声中听到微弱的回声，就假定它有强大的防干扰能力，能在无数雷声般强大的主波脉冲声中听到细如蚊鸣的回波声，又怎么能知道那一个是自己的回波，怎么能实行定位功能，还有，蝙蝠要能在漆黑的洞穴中快速飞行，不仅仅是发射几个脉冲，测定前面物体的距离那么简单，它必须要发射无数个脉冲，进行一系列的计算，才能在头脑中建立一个声学的三维环境图像，才能安全，可靠地飞行。人类製造的雷达，是一个庞大的电子工程，除了众多电子设备外还必须有一台强大快速的电腦，将周围环境反射回来的无数的回波讯息的延迟时间快速转换成距离，按雷达天线波束扫描的方向显示在雷达显示屏上，才能显示周围环境的地标图。而蝙蝠发射的是宽角发射波，不能聚束，同时会有很多回波返回，凭它那绿豆般大小的大腦，怎么能同时处理周围无数个回波讯息，将其快速地转换成距离和方位讯息，指导飞行，因此，用传统的蝙蝠超声定位原理，对上面所列出的种种矛盾都无法介释，蝙蝠是不可能采用这种方法进
行空间定位的，它必定是采用一种更简单，
更实用的方法进行空间定位，本文提出一
个与现今传统看法完全不同的新理论，能
介释上述所有的矛盾。
本理论认为，蝙蝠是听不见超声频率的，
无论是自己的，还是别的蝙蝠发出的所有
主波和回波的超声频率，它都是听不到的，
蝙蝠的耳朵同人类一样，它的听觉频率上
限同人类差不多，不超过二十千周，蝙蝠
並不是靠分析超声回波的返回时间来计算
目的物的距离，而是将收到的自巳的回波
信息进行调制，转换成它可听见的低频的音频讯息，用耳朵听取周围不同物体发出不同的频率，完成空间定位功能。
蝙蝠的超声定位原理
蝙蝠在飞行时不断地发射超声频率的脉冲，並接收回波，用于在漆黑无光的环境中识别周围的情况，选择飞行路线，在快速飞行中防止碰撞。
飞行中蝙蝠根据环境的复杂程度及紧迫感，从每一，二秒发一个超声脉冲到每秒发十几个脉冲，每个脉冲的宽度也是根据情况而随时改变，大约在几十到几百毫秒范围之间，其发射的超声脉冲波型见图一，它不是等频等幅脉冲，而是在频率上和幅度上都是按指数曲线快速遞减的超声脉冲，频率由开始时的5O 千周（或更高）很快下降，幅度也由起始时十分强大而快速下降到零，这种波形很关键，下面将要讲到，正是由于这种波形，才使蝙蝠的超声定位能夠成功，这种鸣叫的波型在动物界十分普遍，所有小型乌雀，例如麻雀鸣叫的声音都是这种波形，只是体型越小，发声频率越高，如果把蝙蝠的呼叫声录下来慢速十倍播放，听起来就和麻雀的叫声一样，像是啾啾啾声。一些大型狐蝠由于体型巨大，发不出高频叫声，失去了超声定位的能力。
在一千多万年以前，蝙蝠的祖先学会了用超声定位，白天跺在漆黑的洞穴中，夜晚出来觅食，跺避天敌，这种定位方法巳成功地运用了一千万年，使蝙蝠成为哺乳动物中最为繁盛的物种，现在，在世界各地，也发现有个别先天失明的盲人，掌握了用舌头发出超声脉冲，（注意！他们也是听不见超声波的），撑握了超声定位的方法，他们能行动自如，甚致能打兰球，骑自行车，但他们自己也说不清是什么道理，不少科学家和研究机关对他们进行了研究，希望能跟据他们的定位方法教别的盲人定位，或研製出盲人超声导航仪，但由于他们跟据错误的蝙幅超声定位原理，不知调制和变频功能，以为仅是听取超声回声，跟据延时就能定位，工作至今，未见成効，最后这些科学家认为这些盲人有特异功能，别人无法学会，实际上要教人用咀巴发射出合乎要求而自己又听不见的超声脉冲，也实在不容易，而且他们也不知道什么样的超声波型是正確波型，一直在等频等幅波上进行探索，因而工作没有进展。
现在是本文的关键点，当我们在说话时，我们也能听到自己的声音，这声音並不是从咀巴发出到空气中，再从空气回到自巳的耳朵，而是由声带把振动传给头骨，再由头骨把声音的振动传到内耳的听觉部件，使听觉敏感部件振动而听到声音的，这就是为什么当每一个人第一次听到自己的录音时，会觉得这声音怎么这么怪，好像不是自己的声音，这是因为其传播路徑不问，传播介质也不同。现在说蝙蝠，当蝙蝠通过口鼻腔共振，向外发射出强大的超声波时，这个超声振动也通过头骨，传到了内耳的听觉器官，便听觉部件振动，起一个调制器的作用，但蝙蝠自己听不见自己的超声波的呼叫声（这点很重要，不然超声定位功能就完不成了）。假定调制频率为f 1，发射波从反射体上反射回来的回波讯号频率为f 2，传送到正在以f1频率振动的听觉部件上，就会产生调制作用，调制后会产生二个新的频率，f 1十
f 2
和I f1 一f 2 I，现在一共有四个频率共同作用
在听觉器官上，其中f1，f2，和f 1 十f2 ，三
个频率都处于超声频率，蝙蝠听不见，而l f 1
一f 2 I ，卻处于音频范围，蝙蝠是能听见的，
这个l f1 一f2 |，就是差频，或称拍频，其频
率和相位是跟据反射物情况而变化的，比单一
频率的等频等幅超声回波带有更多的有关物体
的距离，方位，大小，形状，性质等祥细信息，
下面将说明拍频是怎样把时间间隔转换成频率
变化的。
图二是超声发射脉冲f1和回波讯号的关系
图，假定蝙蝠面前有三个物体，距离蝙蝠各为
一米，二米，三米，产生的回波脉冲为f2，f3，
f4，跟据声速的计算，它们的回波延迟时间分
别约为0.007秒，0,014. 和0.021, 这么短的时间
间隔，又如此短的时间差，任何生命有机体都
无法分辨，但如果能把它转换成频率差，那就
好分辨了，我们知道人耳对频率的变化是十分敏感的，音乐家，钢琴调音师，甚至能分辨几赫芝的变化。
回波的频率和波形同f1完全相同 ，都是变频变幅超声波，但物体越远，超声波回来的延时越长，由于调制讯号是由口腔通过头骨直接传到内耳的，可以认为延迟时间为零，但它是变频的，频率从一开始就快速下降，在T2，T3，T4时刻假定频率己降到49千周，48千周，47千周，这时它与刚刚回来，起始频率仍为50千周的三个回波讯号相遇，产生调制，就会产生三个差频，1千周，2千周，和3千周，这几个频率蝙蝠都是听得见的，由于是变幅的，最近的物体延时最少，幅度下降最少，声音最响亮，起一个报警作用，它马上就能判断，产生1千周回波讯号，而且声响最大的物体就在跟前，必须跺避，而产生3千周回波讯号的物体距离較远，声音也较小，关係不大。釆用这种原理，发射变频变幅的超声脉冲，接收到回波，经过调制后产生位于音频范的拍频，其频率同返回时间，也就是物体的距离成正比，就能使周围所有原来不发声的物体各自按其距离，方位，大小，形状，质地，速度等等发出不同频率，不同响度和不同音质的声响，从而构筑出一幅周围物体声学的三维空间图象。 传统的蝙蝠超声定位原理有一个致命的缺陷，由于它是跟据回波的时延测定目的物的距离，这里就有一个探测死区的问题，因为呼叫脉冲必须有一个宽度，在这个时间宽度中必须包含一定数量的超声波周波，例如一百个周波，再短就形不成超声波，假定以一百千周的主频计算，一个脉冲包含一百个周波，这个脉冲宽度至少0.001秒（实际上蝙蝠的呼叫脉冲比这要宽得多，为0.1至0.01秒，或更宽，当目的物很近，只有一，二米，回波不到0.01秒就回来了，呼叫声还末结束，回波就回来了，回波被淹没在呼叫声中，你不能在呼叫的同时倾听回声。必须呼叫声仃止后，静下来，才能听到回声，太近了就听不到回波，这就是探测死区，但蝙蝠飞行时，对远距离物体並不重要，最为关注的是极近距离，如脚下，身边和将要迎面碰撞的物体，以及面前须要张咀吞食的飞虫，这都处于探测死区内，怎么能用超声定位呢？，而基于调制原理的超声定位法则不存在这问题，它是在一面大声呼叫的同时，一面倾听调制后的回波，就像用手电简照物体一样，一面打灯，一面看，而不是关了灯看反光，呼叫波和回波是同时产生的，因为呼叫波和调制后的差频属于两个不同的频段，蝙蝠听不到超声波，只能听到调制后的差频，两者不会产生干扰，反而是越近灵敏度越高。应用这种变频原理，对呼叫脉冲的宽度也没有限止，甚至0,3秒，0,5
砂都可以，这样就能听出周围物
体发出不同的音调，音质，音品，就可产生一个更精確的三维声学图象像，如果听到的都是短促的咔，咔，咔声，你能听出什么？人类听不出来，蝙蝠也听不出来。
这种超声定位方法用于導航还有一个特别有利的特点，就是由于采用调制原理，在蝙蝠不呼叫时，调制器不工作，就是一个正常的耳朵，能听见所有音频范围的声音，但听不到任何超声波，就算天上有成千上万支蝙都在喊叫，充满了各式各样的发射波和回波，它都听不见，只有当蝙蝠自己呼叫时，它的调制系统才振动，才能产生调制功能，这时它除了能听到正常的音频外，还能接收超声信息，但它只能接收与自巳发射脉冲相匹配的超声回波信讯号，也就是说它只能听到自己的回波，其它蝙蝠发出的超声和回波，由于它们发送超声脉冲的时刻，频率，脉冲宽度，脉冲重覆频率等与已
的调制讯号不同，用电子学的术语来
说，不是相干讯号，不会产生有効和稳
定的拍频，蝙蝠也听不别，这种方法在
电子学中叫做调制，介调，锁相放大技
术，主要用于探测和放大那些被淹没在
强大噪声中的极其微弱的有用信号，人
娄在二战后才发明了这种技术，但蝙蝠
在一千多万年前，没用一个电子元件，
只用咀巴和耳朵，就发明和掌握了这种
技术，别的蝙蝠发出的超声及回波讯
号，就算天上有成千上万个蝙蝠同时都
在大声呼叫，都是听不到的，不会产生干扰，自已只能听到自己的回波。
蝙蝙並没有特异功能，它那绿豆般大的大脑也没有超强的计算和分浙判断能力，它也听不见超声波，和盲人唯一的差别就是它的咀能发出超声波，而盲人发不出来，或不会发，只要搞清楚这一点，製造一个盲人超声导航仪就很容易了。
盲人超声导航仪
盲人超声导航的关键问题是，发射出一个与蝙蝠发射波型一样的变频变幅超声脉冲，在向外发射的同时，将超声振功通过盲人头骨，传至内耳，使内耳振动，起调制功能。
盲人超声导航器由两个部件组成，一，超声脉冲发生器，二，超声发射头。应用本超声定位原理无须另设超声接收器，超声接收就是用盲人的双耳，盲人的双耳比常人有更高的灵敏度，距离感和方位感。远远超出人娄能造出的任何电子声学接收装置，据说人耳的感觉纤毛能感知一个原子尺度的振动。
一，超声讯号发生器，电路图见图三，由电阻R ，电容C ，与雪崩二报管一起组成一个指數脉冲发生器，其产生的电能供给並控制一个压控振荡器，产生起始频率为50kC ，频率及幅度按指數曲线快速下降，宽度约为300ms ，重复频率3次/秒的变频变幅超声脉冲，经由功放塊放大，驱动超声发射头。
二，超声发射头，它固定在一个太阳帽的正前方额头处，发射头的背部紧贴盲人前额眉骨中心线上，使超声振动能通过头骨同时传到双耳，其功率由所需探测距离而定，对一般盲人的行路及生活，最运十米己足夠，其实盲人最关注的是足下及面前一至三米距离内的物体。超声发射头的功率一至二瓦，宽频带超声波低Q 值发射头，工作频率40一I00kC ，（如找不到这么宽，窄一些也行，如40一70kC ），发射角宽90度，目前国内生产的超声发射头多为工作在某一固定频率上的高Q 值压电晶体谐振式探头，其工作频带宽度很窄，只有几个kc/S，不能作变频使用，要能变频，带宽至少30kC 以上，只有动圈式和电容式扬声器才能有如此带宽，但动圈式扬声器的工作频率很难做到50KC 以上。本人在研制盲人用超声异航仪上做了一些工作，目前遇到的困难在于找不到一个合适的小功率宽频带超声喇叭，
希望同有关超
声设备厂合作，能造福全世界约一亿的盲人，让他们不再摸黑。
本导航器不仅对盲人，对正常人在野外黑夜中，无灯光，或不许开灯，（如軍事目的）的情况下使用，或作为几十米范围内的黑暗中看不见对象的声学定位，导航等也是有用的。 本文中所列举的所有参數，数据及电路原理图均为表达设计思路，並非最终成品参数，最终参数要根据用途，探测距離等经过实验决定。
允许全文下载本文，转发，本人持有本超声导航器原理，及跟据本原理製造的导航器的发明权及相关权宜。
2015年9月2日 ， （全文完）
蝙蝠用超声波捕猎飞虫？
摘要；蝙蝠在飞行时发射超声波，听取超声在目标物上的反射回波，获得周围环境的信 息，决定飞行路线，防止碰撞，这是確定无疑的，但是蝙蝠是否用超声波捕猎飞 虫，作者的结论是否定的，在文中作者用充份的证据论证，蝙蝠在飞行中並不用 超声波捕猎飞虫，一是没必要，二是不可能。
关健词； 蝙蝠，超声，雷达，
蝙蝠在黑暗中能不用眼睛，光靠耳朶，由口鼻发射超声波，听取回波，得到四周环境信息，指导飞行，决定飞行路线，防止碰撞，这是確定无疑的，已由很多实验，包括暗室实验所证实，但这並不表明，蝙蝠在飞行中一定要用超声波来確定飞虫位置，进行捕猎。
蝙蝠和其它长期生活在黑暗中的洞穴生物不同，洞穴生物的眼睛已完全退化，並蒙上一层表皮，而蝙蝠的眼睛十分明亮，只是居住在洞穴中，是典型的夜行动物。
地球由于具有浓厚的大气层，能将地球那一面的阳光反射一小部份过来，夜晚的天空和地面並不像月球一样的漆黑，而是有一定微光的，这就为地球上所有夜行生物提供了生存条件，经过千百万年的进化，夜行动物的夜视能力远超白天活动夜里休眠的动物（例如人类）的眼晴，但夜里不能看得很运，所以大多夜行生物都长有一对大耳朶，用以听取較运处的动静。 蝙蝠是夜行生物，其夜视能力不会比老鼠差，在夜空看清二三米以内的飞虫没有问题，更运处就要靠听觉了，昆虫在飞行时都发出很大的声响，你只要听听蚊子，苍蝇，蜜蜂等昆虫飞行时所发出的声音就有所感受，而蝙蝠的那对大耳朵比人耳要灵敏得多，能听得更运，它的捕猎方式是先用耳杂听到飞虫飞行时翅翼所发出的声响，快速跟踪，飞到眼晴能看清的距离，张咀吞食，为什么说蝙蝠不是用超声波测定飞虫的呢？，这是因为超声波从飞虫身上返回的声强比飞虫翅翼振动所发出的声强小得多，打个比方，是电灯泡通电自已发光发出来的光能强，还是打手电照射灯泡，反射回来的光能强？，灯泡已通电发光，看到它已在那里了，还用你打个手电照干什么。
超声波定位还有一个缺点，它是以脉冲方式而非連续方式定位，得到的信息是一闪一闪的图像，这种图像对于探测岩洞，树木等固定目标问题不大，但对于快速移动的小型目标很不适用，这一闪时探测到飞虫在这里，下一闪飞虫到那里去了，怎么捕捉。
从生物进化的角度，有理由相信，蝙蝠是先学会了在夜空中眼耳並用，捕猎飞虫，有了生存手段后才移居洞穴深处，发展出超声探测能力，因此它不可能抛弃原先己用得很好的手段而改用既不实用，又不方便的超声定位捕猎飞虫。
用耳朵听得到的声学图像再好也比不过用眼看得到的光学图象清浙，即是现代最好的军用雷达，用它探测到远处敌方飞机，在屏幕上只是一个光点，只能跟据光点的大小，亮度及移动速度来大致判断它是一种什么飞机，也许是一群飞鸟，同样，人类靠听觉得到的信息也只能知道那里有一个东西在发出声响，跟据声音的强度，频率，音质，大效能判断那是一个人在走路，或是自行车，汽车，蝙蝠用听取超声波回波来探测周围物体，那是因为在黑暗中
没办法才采取的办法，只要能用耳朵直接听，眼睛能直接看到的为什么还要借助超声波呢！ 有文章报导，发现一种巨爪蝙蝠，能捕捉在水下游动的小鱼，因此有人认为蝙蝠是用超声波捕捉水面下的鱼，但只要知道一些超声波传播特性，就可知道蝙蝠不是用超声波捕捉小鱼，因为水面对超声波而言像是一面镜子，把超声波全反射回空气了，跟本进不了水中，你能透过镜子看到镜子背后的图像吗？巨爪蝙蝠能抓到小鱼是因为它看到在浅水游动的小鱼激起水面的波纹。
有一种飞蛾己发展出逃避蝙蝠的方法，当它感到附近有超声波，就会收合翅翼，不再发声，掉向地面逃生，如果蝙蝠是用超声波定位，不管飞虫振翼或不振翼，是逃不掉的。
根据波动学理论，一种波动在前进路线中遇到障碍物时，只有当障碍物尺度大于波长的三倍至五倍以上时，才能产生有效的反射，当障碍物尺度等于或小于波长时，波动会繞过障碍物，继续前进，或衍射，不会产生反射，光学显微镜能看见细菌但看不到病毒，这是因为病毒的尺度小于可见光的波长，必须用波长更短的电子显微镜才能看到病毒。
蝙蝠发出超声波的频率为50--100千周，相应的波长为3,5--7亳末，这样的波长对于探测岩洞，树木是足夠了，但是用于探测尺度也是在5-10毫米的飞虫是不夠的，不能生成有効和请淅的声学图像，在蝙蝠的生物进化过程中，发展出超声定位本领，本来就是为了在飞行中识别环境，防止碰撞，而不是用来捕猎飞虫。
蝙蝠超声与雷达
摘要；所有教科书都是把雷达作为仿生学应用的典型事例，认为人们跟据蝙蝠能发射超声 波，接收回波，进行空间定位，而发明了雷达，本文从雷达的工作原理说起，与蝙 蝠的实际生活环境相对照，认为蝙蝠不可能采用雷达的空间定位原理，即根据回波 判断距离，蝙蝠一定是用一种与雷达不同的原理进行空间定位的。
关健词 ，蝙蝠，超声，雷达技术，
雷达的工作原理； 现今大家都认为，科学家是根据蝙蝠发射超声波，在目标上产生反射波，被蝙蝠听到，于是就测定了目标的方位这一事实发明了雷达，並作为仿生学的一个典型放进教科书，但是，一种波动，例如光波，电磁波，声波，或水波在其行进路上遇到較大的物会产生反射，这一现象科学家早就知道，关键问题是怎样将采集到的回波进行处理，将其转换成能看到，听到或感觉到的有用信息，说科学家跟据蝙幅原理而发明雷达没有什么跟据。
先看雷达是如何工作的，举一个最基本的船用雷达为例，它有一个天线，这个天线既发射电波，也接收回波，它像机关炮速射似的向外发射电磁波，称为电磁脉冲，每放一炮，仃下来听回波，再放一炮，再听回波，每秒放几十炮，收几十次回波，它不仃地作360度转动，延海平面发射出一束像激光笔一样的电磁波，这个波束照到远处别的海船的就会产生反射，产生回波，被天线接收，经过放大器放大，送到一个雷达技术最关键的部件，阴极射线示波管，将天线所接收到的回波信息，转换成目视可见的周围环境的二维或三维光学图像，示波管的荧光屏上有一条扫描线，叫做时基线，它以荧光屏中心为原点，与天线同步也作360度旋转，天线转到什么方向，它就转到什么方向，当天线收到回波后会在时基线上产生一个亮点，回波延迟时问越长，时基线上的亮点离原点的距禹就越运，就是说它把延迟时转换成眼睛可以看得到的距离尺度，这样，当天线转了一圈以后，荧光屏上就能显示出海面上所有其它海船的位置。
现在着蝙蝠是如何工作的，实际上蝙蝠能发两种叫声，一种叫声同麻雀等小型鸟雀的叫声非常相似，频率为几千周，蝙蝠是群居生物，用这种叫声与同伙交流信息，尋偶，母蝙蝠觅食回来，在黑暗的洞穴中尋找幼仔，另一种才是超声脉冲，只有在飞行时才发出，频率50--100千周，像机关枪声，每秒几发到十几发（人耳听不到，仪器才能测到），用耳朶听回声，探测周围环境，捕猎食物。
现在人类对蝙蝠的研究和了介也就到此为止了，蝙蝠是如何靠听到的喀，喀，喀状的回声就能得周围环境信息，测定距离，到目前为至也没有人能给出一个科学的，合理的介释，现在大多数人用雷达的工作原理反推到蝙蝠，认为蝙蝠也是听取回波相对于主波的延迟时间来测定距离，测定目标的方位，但只要了观察到蝙蝠的真实生活环境及其身体构造就可看出，蝙蝠跟本不可能用雷达的工作原理进行探测，首先蝙蝠发出的不是像激光一样的细声波束，它的超声是传向四方八方的，会同时有几十个，几百个回波传回来，天上也不是只有一个蝙蝠，有几千个几万个蝙蝠同时飞行，大家都在同时大声呼叫，怎么能在雷鸣般的呼叫声中听到细小的回声，就算能听到回声，你又怎么能知道那一个是你的回声，蝙蝠身体内和脑子里也没有类似阴扱射线示波管一样的能夠把声波信息转换成光学图像的装置，它怎么能看到或听到周围环境的。
我们不能，也许是永远不能知道，蝙蝠到底是真正看到了什么，或听到什么样的，但作为同是哺乳娄动物，有相同的身体器官和大脑，只是大小，灵敏度，敏感范围（如频率）有所差别，但对外界环境的感觉，反应及思维过程应该差不多，人和蝙蝠对外部环境的反应应该是差不多的，我们相信人类不具备，或不可能办到的事（能飞除外），蝙蝠也办不到。
为了介释前文中作为群居生物，蝙蝠在收听回波时所遇到困难，有人说蝙蝠具有特异功能，有超强的排除干扰的能力，能夠从强大的干扰声中听到细微的回声，还具有了不起的分辨能
力，能夠从众多的回波中听出自己的回波，还说蝙蝠脑子里有一台超电子什算机，能夠把听到的回波及它们各自的时延进行快速什算（我想没有每秒几千万次的远算速度算不出来），快速地转成周围环境的三维图像信息，这些都是一些毫无跟据的设想。
回波的时延问题，蝙蝠在飞行时，为了防揰，以及捕猎，最关键的目标是二三米至二三十厘米之间的岩壁，树木，飞虫等，它们相应的回波时延是0,015至0,0015秒，在雷达技术中的阴极射线示波管，由干电子束的扫描速度极快，是很容易区分並显示出这么短的时间间隔，但对于生物有机体，这已超出神经细胞的反应速度，没有一个人，或一支蝙蝠能听出这么短的时间问隔，及由这间隔来判断不同物体的距离。
综上所述，蝙蝠不可能采用与雷达技术相同的原理进行超声空间定位，它一定釆用一种与之不同，更方便的定位方法，本人将在另一篇文章中讨论。
颠覆传统概念的蝙蝠超声定位原理及盲人超声导航器
达明辉 电子学高级工程师
摘要
现今传统的蝙蝠超声定位原理认为，蝙蝠是靠发射超声脉冲，跟据回 波脉冲的延迟时间，计算目的物的距离，超声定位，建立声学的三维空 间图象，然而考察蝙蝠所处的生活环境，蝙蝠跟本不可能从众多的干扰 声中听到自己的超声回波，也不能根据回波的延迟时间就能建立起声学 的三维空间图像。
本文提出新的蝙蝠超声定位原理，蝙蝠发射超声脉冲，用耳接收超声 回波，但蝙蝠的耳朵是听不见超声频率的，超声频率的回波讯号在它耳 内被调制，转换成耳朵可听到的音频讯号，其频率与被探测对象的距离 成正比，因而能即时判断被测目的物的距离，实行空间定位。
根据本原理，设计出一种简单实用高効，真正仿生学意义上的盲人超
声导航器。
关键词：蝙蝠超声定位，盲人导航
现今，所有的教科书都这样教导我们，蝙蝠发送超声脉冲，脉冲在目的物上反射回来，收听到回波讯号，蝙蝠跟据回波来回的时间就能算出目的物的方位和距离，实行空间定位，捕猎飞虫，但在洞穴中，周围的环境是封闭的，上下左右前后都有物体，不是只有一个物体，都会产生回波，这些回波都会重叠在一起，而且当距离很近时，这些回波回来很快，当距离为1米时，回波时间只有0.007秒，同自已发射的，强大的主波混在一起，怎么能分得清，特别是蝙蝠是群居生物，成千上万个蝙蝠同时大声呼叫，怎儿能在这么大的噪杂声中听到微弱的回声，就假定它有强大的防干扰能力，能在无数雷声般强大的主波脉冲声中听到细如蚊鸣的回波声，又怎么能知道那一个是自己的回波，怎么能实行定位功能，还有，蝙蝠要能在漆黑的洞穴中快速飞行，不仅仅是发射几个脉冲，测定前面物体的距离那么简单，它必须要发射无数个脉冲，进行一系列的计算，才能在头脑中建立一个声学的三维环境图像，才能安全，可靠地飞行。人类製造的雷达，是一个庞大的电子工程，除了众多电子设备外还必须有一台强大快速的电腦，将周围环境反射回来的无数的回波讯息的延迟时间快速转换成距离，按雷达天线波束扫描的方向显示在雷达显示屏上，才能显示周围环境的地标图。而蝙蝠发射的是宽角发射波，不能聚束，同时会有很多回波返回，凭它那绿豆般大小的大腦，怎么能同时处理周围无数个回波讯息，将其快速地转换成距离和方位讯息，指导飞行，因此，用传统的蝙蝠超声定位原理，对上面所列出的种种矛盾都无法介释，蝙蝠是不可能采用这种方法进
行空间定位的，它必定是采用一种更简单，
更实用的方法进行空间定位，本文提出一
个与现今传统看法完全不同的新理论，能
介释上述所有的矛盾。
本理论认为，蝙蝠是听不见超声频率的，
无论是自己的，还是别的蝙蝠发出的所有
主波和回波的超声频率，它都是听不到的，
蝙蝠的耳朵同人类一样，它的听觉频率上
限同人类差不多，不超过二十千周，蝙蝠
並不是靠分析超声回波的返回时间来计算
目的物的距离，而是将收到的自巳的回波
信息进行调制，转换成它可听见的低频的音频讯息，用耳朵听取周围不同物体发出不同的频率，完成空间定位功能。
蝙蝠的超声定位原理
蝙蝠在飞行时不断地发射超声频率的脉冲，並接收回波，用于在漆黑无光的环境中识别周围的情况，选择飞行路线，在快速飞行中防止碰撞。
飞行中蝙蝠根据环境的复杂程度及紧迫感，从每一，二秒发一个超声脉冲到每秒发十几个脉冲，每个脉冲的宽度也是根据情况而随时改变，大约在几十到几百毫秒范围之间，其发射的超声脉冲波型见图一，它不是等频等幅脉冲，而是在频率上和幅度上都是按指数曲线快速遞减的超声脉冲，频率由开始时的5O 千周（或更高）很快下降，幅度也由起始时十分强大而快速下降到零，这种波形很关键，下面将要讲到，正是由于这种波形，才使蝙蝠的超声定位能夠成功，这种鸣叫的波型在动物界十分普遍，所有小型乌雀，例如麻雀鸣叫的声音都是这种波形，只是体型越小，发声频率越高，如果把蝙蝠的呼叫声录下来慢速十倍播放，听起来就和麻雀的叫声一样，像是啾啾啾声。一些大型狐蝠由于体型巨大，发不出高频叫声，失去了超声定位的能力。
在一千多万年以前，蝙蝠的祖先学会了用超声定位，白天跺在漆黑的洞穴中，夜晚出来觅食，跺避天敌，这种定位方法巳成功地运用了一千万年，使蝙蝠成为哺乳动物中最为繁盛的物种，现在，在世界各地，也发现有个别先天失明的盲人，掌握了用舌头发出超声脉冲，（注意！他们也是听不见超声波的），撑握了超声定位的方法，他们能行动自如，甚致能打兰球，骑自行车，但他们自己也说不清是什么道理，不少科学家和研究机关对他们进行了研究，希望能跟据他们的定位方法教别的盲人定位，或研製出盲人超声导航仪，但由于他们跟据错误的蝙幅超声定位原理，不知调制和变频功能，以为仅是听取超声回声，跟据延时就能定位，工作至今，未见成効，最后这些科学家认为这些盲人有特异功能，别人无法学会，实际上要教人用咀巴发射出合乎要求而自己又听不见的超声脉冲，也实在不容易，而且他们也不知道什么样的超声波型是正確波型，一直在等频等幅波上进行探索，因而工作没有进展。
现在是本文的关键点，当我们在说话时，我们也能听到自己的声音，这声音並不是从咀巴发出到空气中，再从空气回到自巳的耳朵，而是由声带把振动传给头骨，再由头骨把声音的振动传到内耳的听觉部件，使听觉敏感部件振动而听到声音的，这就是为什么当每一个人第一次听到自己的录音时，会觉得这声音怎么这么怪，好像不是自己的声音，这是因为其传播路徑不问，传播介质也不同。现在说蝙蝠，当蝙蝠通过口鼻腔共振，向外发射出强大的超声波时，这个超声振动也通过头骨，传到了内耳的听觉器官，便听觉部件振动，起一个调制器的作用，但蝙蝠自己听不见自己的超声波的呼叫声（这点很重要，不然超声定位功能就完不成了）。假定调制频率为f 1，发射波从反射体上反射回来的回波讯号频率为f 2，传送到正在以f1频率振动的听觉部件上，就会产生调制作用，调制后会产生二个新的频率，f 1十
f 2
和I f1 一f 2 I，现在一共有四个频率共同作用
在听觉器官上，其中f1，f2，和f 1 十f2 ，三
个频率都处于超声频率，蝙蝠听不见，而l f 1
一f 2 I ，卻处于音频范围，蝙蝠是能听见的，
这个l f1 一f2 |，就是差频，或称拍频，其频
率和相位是跟据反射物情况而变化的，比单一
频率的等频等幅超声回波带有更多的有关物体
的距离，方位，大小，形状，性质等祥细信息，
下面将说明拍频是怎样把时间间隔转换成频率
变化的。
图二是超声发射脉冲f1和回波讯号的关系
图，假定蝙蝠面前有三个物体，距离蝙蝠各为
一米，二米，三米，产生的回波脉冲为f2，f3，
f4，跟据声速的计算，它们的回波延迟时间分
别约为0.007秒，0,014. 和0.021, 这么短的时间
间隔，又如此短的时间差，任何生命有机体都
无法分辨，但如果能把它转换成频率差，那就
好分辨了，我们知道人耳对频率的变化是十分敏感的，音乐家，钢琴调音师，甚至能分辨几赫芝的变化。
回波的频率和波形同f1完全相同 ，都是变频变幅超声波，但物体越远，超声波回来的延时越长，由于调制讯号是由口腔通过头骨直接传到内耳的，可以认为延迟时间为零，但它是变频的，频率从一开始就快速下降，在T2，T3，T4时刻假定频率己降到49千周，48千周，47千周，这时它与刚刚回来，起始频率仍为50千周的三个回波讯号相遇，产生调制，就会产生三个差频，1千周，2千周，和3千周，这几个频率蝙蝠都是听得见的，由于是变幅的，最近的物体延时最少，幅度下降最少，声音最响亮，起一个报警作用，它马上就能判断，产生1千周回波讯号，而且声响最大的物体就在跟前，必须跺避，而产生3千周回波讯号的物体距离較远，声音也较小，关係不大。釆用这种原理，发射变频变幅的超声脉冲，接收到回波，经过调制后产生位于音频范的拍频，其频率同返回时间，也就是物体的距离成正比，就能使周围所有原来不发声的物体各自按其距离，方位，大小，形状，质地，速度等等发出不同频率，不同响度和不同音质的声响，从而构筑出一幅周围物体声学的三维空间图象。 传统的蝙蝠超声定位原理有一个致命的缺陷，由于它是跟据回波的时延测定目的物的距离，这里就有一个探测死区的问题，因为呼叫脉冲必须有一个宽度，在这个时间宽度中必须包含一定数量的超声波周波，例如一百个周波，再短就形不成超声波，假定以一百千周的主频计算，一个脉冲包含一百个周波，这个脉冲宽度至少0.001秒（实际上蝙蝠的呼叫脉冲比这要宽得多，为0.1至0.01秒，或更宽，当目的物很近，只有一，二米，回波不到0.01秒就回来了，呼叫声还末结束，回波就回来了，回波被淹没在呼叫声中，你不能在呼叫的同时倾听回声。必须呼叫声仃止后，静下来，才能听到回声，太近了就听不到回波，这就是探测死区，但蝙蝠飞行时，对远距离物体並不重要，最为关注的是极近距离，如脚下，身边和将要迎面碰撞的物体，以及面前须要张咀吞食的飞虫，这都处于探测死区内，怎么能用超声定位呢？，而基于调制原理的超声定位法则不存在这问题，它是在一面大声呼叫的同时，一面倾听调制后的回波，就像用手电简照物体一样，一面打灯，一面看，而不是关了灯看反光，呼叫波和回波是同时产生的，因为呼叫波和调制后的差频属于两个不同的频段，蝙蝠听不到超声波，只能听到调制后的差频，两者不会产生干扰，反而是越近灵敏度越高。应用这种变频原理，对呼叫脉冲的宽度也没有限止，甚至0,3秒，0,5
砂都可以，这样就能听出周围物
体发出不同的音调，音质，音品，就可产生一个更精確的三维声学图象像，如果听到的都是短促的咔，咔，咔声，你能听出什么？人类听不出来，蝙蝠也听不出来。
这种超声定位方法用于導航还有一个特别有利的特点，就是由于采用调制原理，在蝙蝠不呼叫时，调制器不工作，就是一个正常的耳朵，能听见所有音频范围的声音，但听不到任何超声波，就算天上有成千上万支蝙都在喊叫，充满了各式各样的发射波和回波，它都听不见，只有当蝙蝠自己呼叫时，它的调制系统才振动，才能产生调制功能，这时它除了能听到正常的音频外，还能接收超声信息，但它只能接收与自巳发射脉冲相匹配的超声回波信讯号，也就是说它只能听到自己的回波，其它蝙蝠发出的超声和回波，由于它们发送超声脉冲的时刻，频率，脉冲宽度，脉冲重覆频率等与已
的调制讯号不同，用电子学的术语来
说，不是相干讯号，不会产生有効和稳
定的拍频，蝙蝠也听不别，这种方法在
电子学中叫做调制，介调，锁相放大技
术，主要用于探测和放大那些被淹没在
强大噪声中的极其微弱的有用信号，人
娄在二战后才发明了这种技术，但蝙蝠
在一千多万年前，没用一个电子元件，
只用咀巴和耳朵，就发明和掌握了这种
技术，别的蝙蝠发出的超声及回波讯
号，就算天上有成千上万个蝙蝠同时都
在大声呼叫，都是听不到的，不会产生干扰，自已只能听到自己的回波。
蝙蝙並没有特异功能，它那绿豆般大的大脑也没有超强的计算和分浙判断能力，它也听不见超声波，和盲人唯一的差别就是它的咀能发出超声波，而盲人发不出来，或不会发，只要搞清楚这一点，製造一个盲人超声导航仪就很容易了。
盲人超声导航仪
盲人超声导航的关键问题是，发射出一个与蝙蝠发射波型一样的变频变幅超声脉冲，在向外发射的同时，将超声振功通过盲人头骨，传至内耳，使内耳振动，起调制功能。
盲人超声导航器由两个部件组成，一，超声脉冲发生器，二，超声发射头。应用本超声定位原理无须另设超声接收器，超声接收就是用盲人的双耳，盲人的双耳比常人有更高的灵敏度，距离感和方位感。远远超出人娄能造出的任何电子声学接收装置，据说人耳的感觉纤毛能感知一个原子尺度的振动。
一，超声讯号发生器，电路图见图三，由电阻R ，电容C ，与雪崩二报管一起组成一个指數脉冲发生器，其产生的电能供给並控制一个压控振荡器，产生起始频率为50kC ，频率及幅度按指數曲线快速下降，宽度约为300ms ，重复频率3次/秒的变频变幅超声脉冲，经由功放塊放大，驱动超声发射头。
二，超声发射头，它固定在一个太阳帽的正前方额头处，发射头的背部紧贴盲人前额眉骨中心线上，使超声振动能通过头骨同时传到双耳，其功率由所需探测距离而定，对一般盲人的行路及生活，最运十米己足夠，其实盲人最关注的是足下及面前一至三米距离内的物体。超声发射头的功率一至二瓦，宽频带超声波低Q 值发射头，工作频率40一I00kC ，（如找不到这么宽，窄一些也行，如40一70kC ），发射角宽90度，目前国内生产的超声发射头多为工作在某一固定频率上的高Q 值压电晶体谐振式探头，其工作频带宽度很窄，只有几个kc/S，不能作变频使用，要能变频，带宽至少30kC 以上，只有动圈式和电容式扬声器才能有如此带宽，但动圈式扬声器的工作频率很难做到50KC 以上。本人在研制盲人用超声异航仪上做了一些工作，目前遇到的困难在于找不到一个合适的小功率宽频带超声喇叭，
希望同有关超
声设备厂合作，能造福全世界约一亿的盲人，让他们不再摸黑。
本导航器不仅对盲人，对正常人在野外黑夜中，无灯光，或不许开灯，（如軍事目的）的情况下使用，或作为几十米范围内的黑暗中看不见对象的声学定位，导航等也是有用的。 本文中所列举的所有参數，数据及电路原理图均为表达设计思路，並非最终成品参数，最终参数要根据用途，探测距離等经过实验决定。
允许全文下载本文，转发，本人持有本超声导航器原理，及跟据本原理製造的导航器的发明权及相关权宜。
2015年9月2日 ， （全文完）
蝙蝠用超声波捕猎飞虫？
摘要；蝙蝠在飞行时发射超声波，听取超声在目标物上的反射回波，获得周围环境的信 息，决定飞行路线，防止碰撞，这是確定无疑的，但是蝙蝠是否用超声波捕猎飞 虫，作者的结论是否定的，在文中作者用充份的证据论证，蝙蝠在飞行中並不用 超声波捕猎飞虫，一是没必要，二是不可能。
关健词； 蝙蝠，超声，雷达，
蝙蝠在黑暗中能不用眼睛，光靠耳朶，由口鼻发射超声波，听取回波，得到四周环境信息，指导飞行，决定飞行路线，防止碰撞，这是確定无疑的，已由很多实验，包括暗室实验所证实，但这並不表明，蝙蝠在飞行中一定要用超声波来確定飞虫位置，进行捕猎。
蝙蝠和其它长期生活在黑暗中的洞穴生物不同，洞穴生物的眼睛已完全退化，並蒙上一层表皮，而蝙蝠的眼睛十分明亮，只是居住在洞穴中，是典型的夜行动物。
地球由于具有浓厚的大气层，能将地球那一面的阳光反射一小部份过来，夜晚的天空和地面並不像月球一样的漆黑，而是有一定微光的，这就为地球上所有夜行生物提供了生存条件，经过千百万年的进化，夜行动物的夜视能力远超白天活动夜里休眠的动物（例如人类）的眼晴，但夜里不能看得很运，所以大多夜行生物都长有一对大耳朶，用以听取較运处的动静。 蝙蝠是夜行生物，其夜视能力不会比老鼠差，在夜空看清二三米以内的飞虫没有问题，更运处就要靠听觉了，昆虫在飞行时都发出很大的声响，你只要听听蚊子，苍蝇，蜜蜂等昆虫飞行时所发出的声音就有所感受，而蝙蝠的那对大耳朵比人耳要灵敏得多，能听得更运，它的捕猎方式是先用耳杂听到飞虫飞行时翅翼所发出的声响，快速跟踪，飞到眼晴能看清的距离，张咀吞食，为什么说蝙蝠不是用超声波测定飞虫的呢？，这是因为超声波从飞虫身上返回的声强比飞虫翅翼振动所发出的声强小得多，打个比方，是电灯泡通电自已发光发出来的光能强，还是打手电照射灯泡，反射回来的光能强？，灯泡已通电发光，看到它已在那里了，还用你打个手电照干什么。
超声波定位还有一个缺点，它是以脉冲方式而非連续方式定位，得到的信息是一闪一闪的图像，这种图像对于探测岩洞，树木等固定目标问题不大，但对于快速移动的小型目标很不适用，这一闪时探测到飞虫在这里，下一闪飞虫到那里去了，怎么捕捉。
从生物进化的角度，有理由相信，蝙蝠是先学会了在夜空中眼耳並用，捕猎飞虫，有了生存手段后才移居洞穴深处，发展出超声探测能力，因此它不可能抛弃原先己用得很好的手段而改用既不实用，又不方便的超声定位捕猎飞虫。
用耳朵听得到的声学图像再好也比不过用眼看得到的光学图象清浙，即是现代最好的军用雷达，用它探测到远处敌方飞机，在屏幕上只是一个光点，只能跟据光点的大小，亮度及移动速度来大致判断它是一种什么飞机，也许是一群飞鸟，同样，人类靠听觉得到的信息也只能知道那里有一个东西在发出声响，跟据声音的强度，频率，音质，大效能判断那是一个人在走路，或是自行车，汽车，蝙蝠用听取超声波回波来探测周围物体，那是因为在黑暗中
没办法才采取的办法，只要能用耳朵直接听，眼睛能直接看到的为什么还要借助超声波呢！ 有文章报导，发现一种巨爪蝙蝠，能捕捉在水下游动的小鱼，因此有人认为蝙蝠是用超声波捕捉水面下的鱼，但只要知道一些超声波传播特性，就可知道蝙蝠不是用超声波捕捉小鱼，因为水面对超声波而言像是一面镜子，把超声波全反射回空气了，跟本进不了水中，你能透过镜子看到镜子背后的图像吗？巨爪蝙蝠能抓到小鱼是因为它看到在浅水游动的小鱼激起水面的波纹。
有一种飞蛾己发展出逃避蝙蝠的方法，当它感到附近有超声波，就会收合翅翼，不再发声，掉向地面逃生，如果蝙蝠是用超声波定位，不管飞虫振翼或不振翼，是逃不掉的。
根据波动学理论，一种波动在前进路线中遇到障碍物时，只有当障碍物尺度大于波长的三倍至五倍以上时，才能产生有效的反射，当障碍物尺度等于或小于波长时，波动会繞过障碍物，继续前进，或衍射，不会产生反射，光学显微镜能看见细菌但看不到病毒，这是因为病毒的尺度小于可见光的波长，必须用波长更短的电子显微镜才能看到病毒。
蝙蝠发出超声波的频率为50--100千周，相应的波长为3,5--7亳末，这样的波长对于探测岩洞，树木是足夠了，但是用于探测尺度也是在5-10毫米的飞虫是不夠的，不能生成有効和请淅的声学图像，在蝙蝠的生物进化过程中，发展出超声定位本领，本来就是为了在飞行中识别环境，防止碰撞，而不是用来捕猎飞虫。