ChOlOkace netopýrů a bat detektor
Zvuk = mechanické vlnění Veličiny a jednotky:
>   Rychlost šíření zvuku (c, m/s)
ve vzduchu při 20°C 343 m/s, při 10°C 337 m/s
>   Hladina akustického tlaku (L, dB) L = 20 log (p/p0)
>  Vlnová délka (Á, m)
>   Frekvence (=kmitočet) (f, Hz)
>   Perioda (T, s)
Zvuk = mechanické vlnění
c = A / T (m/s) T = 1 / f (s) f= 1/T(1/s) f=c/A
1/s ~ Hz
>   oblast vnímaná lidským uchem:
16 Hz - 20 000 Hz (lidská řeč 1-3 kHz)
>    ultrazvuk: nad 20 000 Hz
>   echolokační signály našich netopýrů: 14-110 kHz
>    podstata a význam echolokace
>   echolokace u vrápenců, netopýrů a některých kaloňů
>   typy echolokačních signálů
Parametry ultrazvukových signálů:
1) tónová kvalita
kHz
80
CF puls s fm okraji (fm-CF-fm)
Rhinolophus ferrumequinum
o
ms
Taphozous, Rhinolophidae, Hipposideridae, Emballonuridae
QCF puls s fm začátkem (fm-CF)
kHz
22 -
O
Nyctalus
Nyctalus noctula
fm
CF
14
ms
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window. - Right.
100 kHz —
50 kHz--


''.;
H  H  b I                                                                                                                                                            .      "u '

■+-
-+-
■+-
■+-
-+-
■+-
3.100
3.150
3.200
3.250
3.300
3.350
3.400 sec.
FM puls s qcf koncem (FM-qcf)
kHz
38
0
FM
Eptesicus, Pipistrellus
qcf
9
Pipistrellus nathusii
ms
Spectrogram, FFT size 512, Harming window. - Right.
i       i
1 00 kHz
56 kHz
P. pipistrellus
P. pygmaeus
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window. - Right
■70 dB   -50 dB   -30 dB   -10
10 dB I
0 kHz
50 kHz-
t — i--------1--------1--------1 — t — r-
Vi
j»
JU
58
-i — t — r-
kHz
i:
■^w^**-^.
%+f.
39 kHz
-'* >,
U
.■L.....
1
-n — r — i----------1-----------1
i.
43 kHz
0.120       0.140SBC.
P. nathusii
P. nathusii
P. pygmaeus
FM puls (FM)
kHz
40
0
Myotis daubentonii
ms
Myotis, Barbastella, Plecotus
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window. - Right.
100 kHz —
50 kHz--
* i It ,, \

^^^^BffWTjr r      ™,i

. t.«».. , ~;:
■+-
Utk*
ne                                                                                     ■                                   IT»    f     jp    *                                   1JL.JI i  .                                    .ill
fis        ii   'jiX ".•:>* *"" ""iilcj,!      .   n'. L"^i V ."*   r.? "v*'A"            'fí *,'?••/
h    h    b I                                                                                                 "                               ,          "«   '                                          ^         ^
-+-
■+-
■+-
-+-
■+-
3.100
3.150
3.200
3.250
3.300
3.350
3.400 sec.
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window. - Right.
100 kHz
50 kHz--
\,
* i

h iJS ■

í..
I'"J   t !Y I    r"-'3


.«
\
.'3

% %^}iir.!';mi ^mv. ^í#£Äi   ^
3.100
150
i 3.200
3.250
3.300
3.350
M daubentonii N. noctula   F M fm-QCF
3.400 sec
Parametry signálu
2) frekvence
f    - f
'min      'end
f       - f
'max      'start
frekvenční rozsah: fmax - fmin
harmonické frekvence - násobky fundamentálních frekvencí, zpravidla nejsilnější signál je signál tvořený fundamentálními frekvencemi
fegBatSound - [Bat3.WAV [Wave]]
File    Edit   View   Window    Sound    Tools   Analysis    Help
□ &\u
m m\f *? <? ©!►
Ü |4 K ^
ŠL
1W.WŽ--
SQJíWz—
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window,
-90 dB     -70 dB     -50 dB     -30 dB     -10 dB
4. harmonická
3. harmonická
2. harmonická
1. harmonická
0.160
0.180
0.200
0.220
0.240 sec.
I
For Help, press F1
Mono, 16 bits, 22050 Hz, Time exp.x 10.
NUM
Distribuce energie
f      k     ^ " 200 kHz, max. energie
Power spectrum, FT T size 512, Hanning window.
0  dB-r
:-20 dB-
-40 dB--
-ÖO dB-
-SO dB.
-100 dB-
f,
peak
\
.
43.67 kHz-11.9 dB
50 kH:
100 kHz-
■
časové parametry
délka pulsu S
délka mezery M
oscilogram
frekvenční parametry
t[ms]
L [dB]
■20 JB--
■4T1 íP-.
-eo dB.
■ 80 dB-.
■100 dB-
-120 (JB-
„power spectrum" diagram
O dB.
počáteční frekvence
—r
30 kHz
-0.0 kHz-6.4 dB
f [kHz] 1
00 kHz
7C5-79S ms
Parametry signálu:
3) hlasitost
Amplituda ve vztahu k citlivosti mikrofonu detektoru ultrazvuku, směru a vzdálenosti letících netopýrů
„hlasité" druhy: Nyctalus spp., Eptesicus spp., Pipistrellus
spp., Myotis daubentonii, M. dasycneme
„tiché" druhy: Myotis nattereri, Plecotus spp., Rhinolophus
spp.
Parametry signálu:
4) rytmus
• délka signálu (S): 0,3 (krátké) - 200(dlouhé) ms
FM 5 ms, FM-qcf 10 ms, fm-QCF 25 ms, fm-CF-fm nad 50 ms
• délka mezery (M)
• rytmus rychlý, pomalý
• rytmus pravidelný, nepravidelný
• opakovací poměr (repetition rate) RR = počet signálů /1 [1/s] duty cycle                       DC = 100.ES /1 [%]
DC = 100.S/S+M[%]
Typy signálů:
A)  search calls - vyhledávací hlasy, druhově specifické a
charakteristické, vyhledávání kořisti, dlouhé signály, nízký opakovací poměr ("repetition rate"), CF a FM složky
B)   approach calls - přibližovací hlasy, detekce kořisti, zkracování délky pulsů a jejich zrychlení, frekvence klesá, redukce CF složky, často sílí harmonické frekvence
C)   "feeding buzz" (terminal phase, potravní bzukot) - chytací signály, konečná fáze těsně před ulovením, velmi krátké signály, vysoký repetititon rate
N
cr
100
search phase
0.2
approach
terminal
~n
t
capture
0.4
0.6
0.8
1,0
time (s)
Fig. 3.13.    Call structure during prey capture in a CF bat.


Pipistrellus pygmaeus
Ľ (i et iro ý r h rn. FFTalEe5l2.HarHľnlr*a window
-Od dB               ŕU JU             -3D dB             .íj:L.             dl
kHz
10D khC .-
ÍŮ kl-^
search phase
J

spektrogram
approach ph.           terminal ph.
ms
C 30C
n -mo
3 5C3
c sne
3 ~C3
O 30O
D 930                     1.DM9«.
Echolokační signály a registrace jejich ozvěn jsou adaptovány na typ loviště a loveckého chování
morfologie křídla
lovecké chování
echolokace
charakter loviště
Lovecké strategie ve vztahu k echolokaci
1) dlouhé CF a úzkopásmové fm-QCF signály
□  long-range detection - detekce 20 - 40 m, úzce modulované fm-QCF signály, dlouhé signály nad 10 ms, intenzívní hlasy, nízká frekvence (úspora energie na úkor přesnosti - málo informací o kořisti, zvýšení rozsahu f při přiblížení ke kořisti), rychle létající, lovící ve volném prostoru, aerial hawking (vysoké WL a AR), Tadarida, Taphozous, Nyctalus noctula
Úzký vztah mezi tvarem křídla a charakterem signálů - při rychlém letu je detekce na velkou vzdálenost nezbytná
□  fluttering-insect detection, úzce směrové fm-CF-fm signály pro registraci pohybu kořisti (využívá Dopplerova efektu), slabá intenzita hlasů, malý dosah (1-3 m), vysoká frekvence (1. harmonická), v uzavřených biotopech absorbujících ultrazvuk (v korunách stromů), hovering (nízké WL, různé AR), Rhinolophidae, Hipposideridae, Rhinolophus hipposideros
2) krátké širokopásmové FM a FM-qcf signály
Rozpoznávání vzdálenosti kořisti, v blízkosti pak i rozlišení povrchové textury měřením zpoždění odraženého signálu. Různá morfologie křídla (různé WL a AR) - např. Pipistrellus spp. v. Plecotus spp. Echolokace a létací aparát se vyvíjel nezávisle na sobě v souvislosti s rozvojem rozmanitých loveckých strategií, jejich korelace je sekundární
□ hovering a foliage gleaners - velmi krátké signály (<2 ms, echo se nesmí překrývat s emitovaným signálem) v uzavřených biotopech (v korunách stromů), detekce kořisti do 1 m, vysoké manévrovací schopnosti (nízké WL a AR, zaokrouhlená křídla), Plecotus spp.
□ground gleaners - velmi krátké signály velmi nízké intenzity (aby unikly kořisti schopné registrovat ultrazvuky), využití harmonických frekvencí (přesné „ohmatání" okolního prostoru), často vypnutí echolokace a poslouchání kořisti, Megaderma lyra
3) kombinace obou typů
Adaptace na konkrétní situaci (chování, biotop), např. Rhinopoma hardwickei při přeletu používá CF signály s harmonickými frekvencemi (nejsilnější 1. harmonická jako u našich vrápencu), při pronásledování kořisti přechod na krátké FM signály opět s harmonickými frekvencemi
Lovecké strategie ve vztahu k echolokaci u čeledi Vespertilionidae ÍFenton 1986)
□  rychle létající, lovící ve volném prostoru, úzce modulované fm-QCF signály, detekce do 20 m, dlouhé signály nad 10 ms, intenzívní hlasy, Nyctalus noctula
□  pomaleji létající, lovící při okrajích porostů, kolem korun stromů nebo v blízkosti vody, intenzívní hlasy, ale široce modulované o vyšší frekvenci, FM-qcf, délka signálu do 10 ms, detekce kořisti do 1 m, M. daubentonii, N. leisleri, P. pipistrellus, E. serotinus, B. barbastellus, M. nattereri
□  létající v uzavřeném prostoru - v korunách stromů, sběrači z povrchů, pomalý nepravidelný let, výborné manévrovací schopnosti, slabé hlasy o nízké intenzitě, velké frekvenční rozpětí, krátké signály do 1 ms, Plecotus sppv M. bechsteinii
UTZ detektor
□ ultrazvukový mikrofon
□ elektronické zařízení převádějícící signál
□ reproduktor
□ baterie
Typy detektorů
□    heterodynovaci
□   frequence division
□   time expansion
Výhody a nevýhody
heterodynovací
□vysoká senzitivita
□ určitelnost
□ zachování typu signálu (FM, CF atd.)
□ může být doplněn o skanování
□ levný
□ omezen jen na část frekvencí
□ manuální ovládání ladění
□ neanalyzovatelný záznam
r
□ širokopásmový
□ analyzovatelný
□ reálný čas
ly a nevýhody
alienee division
□ omezené rozlišení frekvencí
□ analyzovatelný záznam s omezením (nezaznamená harmonické frekvence)
Výhody a nevýhody
time expansion
□všechny charakteristiky        Qdélka doby ukládané
signálu zachovány pro            do paměti
analýzu                                □ nereálný čas
□ částečná určitelnost             □ vysoká cena
□ širokopásmový
Holgate
HET
■

QMC mini
HET
19
Skye Inst HET
*   *  * +T EUROPE *
* * *
	^^H	• ifA'f f
	FhEQUENCY	
.VOLUME	75	90 1,100
5;	j       ^^*	^^V. ,115
#                                        40-	■ff	^V
30-	SL	35
MIN               MAX                   25	^	—^160
15  KHz
Skye Instruments
PHONES
D 100 HET
*   *  *
* EUROPE
* * *
FREQUENCY
VOLUME
OHlQff
0*0
Petterssoii
ULTRASOUND   OFTFf.TOB   D    100
D 200
HET
FREQUfNCY
Pettersson
ULTRASOUND DEIECTOR D 200
D230 HET+FD
jV
FREQUENCY
HET   JpREQDIV
*      •
*    e
Cr      •
	
VOLUME ON/OFF PHONES	
	
. 'ettersson
ULTRASOUND DETECTOR D 230
D 980 HET+FD+TE
.' G 8.S
LCKT          slit               _^r	
flr    Q     *	
SCAHhKCCffTBOLS               _	
TRiGLEm         '   arsitf*               van«* #       * It SHJP         !£=Ľ  1ÍSFC 9         ft        »         d b*tte.iíí low   tf start     auto WU     QvLftLaAíi	
L> Ü9C- ULTÍJ._"ni.lUrj DFTTiCTOfi Petteraor Elektronik A£	
Základní principy použití
detektoru
Kdy?
□ během roku
□ během noci
Kde?
□ loviště
□ úkryty
□ ochrana pred klimatickými vlivy (vítr apod.)
Typy výzkumu
• sledování jednoho druhu
• výzkum netopýrů v jednom biotopu
• vyhledávání úkrytů
• liniové transekty, bodová metoda
• faunistický výzkum části krajiny (např. obce)