影响昆虫的方法和装置与流程

本发明特别涉及用于影响蚊子优选用于减少其咬人活动的方法和装置。

各种解决方案可用于减少蚊子的咬人活动，例如杀虫剂、诸如蚊帐的物理保护装置、应用于皮肤或衣服的驱虫剂以及吸引蚊子以从某一区域捕获或排斥蚊子的装置。

wo99/55151a1描述了一种具有两个电子振荡器的产生振荡的装置，每个电子振荡经由接触板传递到用它保护自己的人的皮肤上。两个独立的振荡以1.2khz和64.0khz传递到皮肤表面，最大功率密度为1mw/cm²，并被发射到接触皮肤的蚊子。在蚊子落在皮肤上的情况下，来自振荡器的叠加表面波引起干扰，然后诱使所述蚊子离开皮肤表面。如果蚊子在落在皮肤上后立即咬人或如果振荡到皮肤表面的传递不足，则抵抗咬人的效果不够好。

wo2012/094768a1描述了一种包括两个微处理器和两个发送器的设备。存储的脉冲形状以565khz的载波频率调制，并经由两个发射器和耦合到它们中的每一个的天线以电磁波的形式辐射。两个相互作用的发射器的传输功率为5μw或1mw，旨在保护距离蚊子2米或15米范围内的人。测试表明保护不够好。

wo2016/165035a1描述了一种具有两个磁性天线的双通道发射器。双通道发射器包括微处理器，该微处理器产生一个脉冲宽度为204ms并且脉冲间歇为5000ms的脉冲序列信号。脉冲由12ms脉冲宽度的三个部分脉冲和部分脉冲之间的84ms的两个短间歇组成。从脉冲序列信号产生两个信号，一个具有正值，一个具有负值。这两个信号都以284hz的调制频率进行调制，并且随着时间的推移相互相移180度。两个调制且相移的脉冲序列信号均被馈送到发射器，该发射器向磁天线提供载波频率为160khz且发射功率为2mw的信号。具有调制频率的两个脉冲序列信号的调制以及具有偏离调制频率的载波频率的传输信号的产生是复杂的。此外，即使在低传输功率水平下，也必须为两个磁性天线提供相对高的电流。

根据本发明的目的现在包括找到一种简单的解决方案，该解决方案能在足够大的区域内以尽可能小的努力影响昆虫。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求7的特征的装置和具有权利要求13的特征的计算机程序产品来实现。从属权利要求描述了实现其它目的的替代或有利的实施方式变体。

在用于借助于电磁辐射来影响昆虫的根据本发明的方法或根据本发明的装置中，发射器利用脉冲生成天线馈电的基于时间的进展并且经由天线将其作为具有相应的脉冲的电磁辐射进行发射。天线馈电包括脉冲的脉冲串或分组或振荡，其中脉冲串的直接连续脉冲之间的时间间隔在5μs至9μs的范围内，并且脉冲串的时间扩展至少为0.1ms，优选地为至少1ms，特别是在1ms至4ms的范围内，或者可选地至少为3ms。

在实现该目的时，认识到，对于电磁辐射对昆虫的影响，辐射包括短期脉冲的脉冲串或分组或振荡是重要的。在脉冲串的所发射的短期脉冲的情况下，直接连续脉冲串脉冲之间的时间间隔必须在5μs至9μs的范围内，优选地在5.8μs至7.7μs的范围内，特别是在6.0μs至7.3μs的范围内。脉冲可以形成为正脉冲或负脉冲，其中，脉冲串的脉冲具有相同的类型，即正或负，并且基本上具有相同的脉冲高度。对于影响昆虫的脉冲，每个脉冲串必须包括最小数量的脉冲。为了放大这种影响，可以增加脉冲串的脉冲的数量和/或在短时间间隔内发射的脉冲串的数量。为了避免不必要的高能耗，每个脉冲串的脉冲的数量和每个脉冲串的数量不应高于所需影响的必要值。

脉冲串的时间扩展是由脉冲串的脉冲的数量和直接连续脉冲之间的相应时间间隔引起的。当确定每个脉冲串的脉冲的数量或脉冲串的时间扩展时，必须确保有足够数量的有效脉冲可用，这取决于所使用的控制器或电路的组件，即例如，在瞬态和/或衰变过程中或对于慢速组件。优选地，脉冲串的脉冲的预定部分达到给定的脉冲高度。测试表明，每个脉冲串的时间扩展必须至少为0.1ms，必要时至少为3ms，但优选在1ms至16ms的范围内，特别是在1ms至4ms的范围内，其中2ms实现了良好的结果。例如，2ms时间扩展的脉冲串将包括具有6.7μs间隔的300个脉冲。实验表明，即使脉冲串开始或结束时的脉冲无效，每个脉冲串的这个理论脉冲率也能在蚊子中产生非常好的结果。

测试还表明，如果在短间隔内直接相互跟随的脉冲串之间的时间间隔至少为50ms并且优选地在70ms至100ms的范围内，则是有利的。在短间隔内直接相互跟随的脉冲串的数量应该至少为三个，但优选地在三个到十个的范围内，尤其是四个。在短间隔内直接连续的一系列脉冲串之间的时间间隔应至少为1s，但优选在1s至3s的范围内，特别是2s。优选地，脉冲串的所有脉冲，特别是以短间隔相互跟随的至少一系列脉冲串的所有脉冲，具有相同的正或负性质。为了避免脉冲的可能限制性主导对准，在特定实施方式中，各个系列的脉冲正向对准并且其它系列的脉冲负向对准，优选地从一个系列到一个系列交替。

需要或使用仅一个天线和仅一个发射器，以便能够以很小的努力辐射影响昆虫所需的短期脉冲，使得它们在包围人的封闭范围内具有影响它们所需的强度。优选地，使用空心线圈形式的天线。集成在印刷电路板中的天线是有利的。当使用仅一个天线时，尤其是当使用已知具有低电感的空心线圈时，即使在低电功率下也可以在包围人的近距离范围内实现对昆虫的必要影响。可以将辐射强度设定得如此之低，以至于不能观察到对人的有害影响，即使对于电敏感的人来说也是如此。

根据本发明的方法可以用仅具有小功耗的装置来实现，因此可以例如由标准电池或标准可充电电池供电。例如，该装置可以设计为吊坠、腕带或甚至设计为携带在一件衣服中的装置。可选地，计算机程序产品将使装置能够执行根据本发明的方法。

已经认识到，对于期望的保护作用，受影响的昆虫的功能不会受到损害，但是由于在适合于人类的区域中感觉到极短期脉冲，它们避开了该区域。由于围绕天线在径向方向上产生的强度梯度，对于昆虫而言，朝向天线的运动与感知强度的增加直接相关，并且远离天线的运动与感知强度的减少直接相关。昆虫感知到梯度并且倾向于以使得刺激性感觉降低的方式移动。

为了确保携带用于影响昆虫的装置不会引起干扰，该装置尽可能小，并且例如作为腕带佩戴。这种腕带包括稳定且防水的电子外壳，例如充电插座或光伏充电元件，以及显示器和适当的开/关元件或输入元件。

带有天线的电子装置或电路由尽可能少的模块构成一个完整的模块。例如，微控制器可以为发射器提供必要的控制信号。发射器优选地使用10mhz至24ghz特别是300mhz至450mhz范围内的载波频率特别是借助于幅度调制来产生调制信号，其中433mhz就作用半径和能源需求而言是最合适的。发射器的输出级包括晶体管，该晶体管经由其集电极输出将天线信号提供给天线。例如，工作电压由锂聚合物电池提供，其包括保护和监控电子设备。为了给电池充电，使用连接器例如micro-usb插座8和充电芯片，其中充电芯片在充电过程中监控电池电压，并在达到满充电时关闭充电过程。led提供有关运行状态和电池的信息。电压稳定器插在电池和微控制器以及发射器和天线的一侧之间。

作为有利的天线，例如，使用具有至少40个特别是85个绕组的空心线圈，其中绕组围绕线圈轴线以矩形形式布置。优选地，天线被集成在印刷品中并且具有例如0.05ohm至0.3ohm范围内的内部电阻。矩形边长适合于电子器件外壳的尺寸或具有电子器件的印刷电路板的外围边缘，并且处在10mm至30mm的范围内，例如17.3mm和26.0mm。例如，用于空心线圈的铜线的直径在0.04mm到0.08mm之间的范围，特别是0.06mm，并且内部电阻为11ohm到30ohm，特别是16ohm。空心线圈的一端连接到发射器的输出级，并且另一端连接到电压稳定器的稳定的系统电压。在晶体管的集电极处测量的传输功率为-2.286dbm/0.5907mw，从而在腕带周围大约4m的范围内产生有效的电磁场。

为了减少由天线发射的电磁辐射对电子器件或电路的可能的干扰影响，电子器件可以布置在金属的质量形成壳体中。优选地将天线布置在距离最小的距离处，使得电磁辐射可以不受阻碍地传播。例如，在腕带的情况下，具有电子器件和天线的金属壳体在腕带的圆周方向上彼此错开地布置。如果电子组件或部件(例如微控制器、发射器和电压稳定器)或这些组件的元件(例如振荡器、驱动器或放大器)以及这些元件之间的线路必须相互屏蔽和/或屏蔽天线，则这些可以被放置在金属外壳的由金属壁隔开的区域中。如果需要，由电池提供的电源电压由电容器进行保护，以抵抗由天线和/或电子器件产生的高频影响。

附图使用不受限制的实施方式来解释本发明，其中：

图1示出了发射器模块的立体图，

图2示出了带有发射器模块和盖子的腕带的立体分解图，

图3示出了发射器模块结构的示意图，并且

图4示出了天线信号的基于时间的进展的示例。

图1示出了用于图2中所示的腕带1的发射器模块2。发射器模块2布置在印刷电路板7上并且包括可以由插座8供电的电池10。允许将插座8紧密地插入腕带1的插座开口5中，插座8包括密封元件9。根据图2，发射器模块2插入腕带1的壳体3中，并且插座8被紧紧地压入插座开口5中。然后用盖子4紧密地密封壳体3。腕带1具有封闭元件6。

图3示出了发射器模块2的示意性结构，其布置在印刷电路板7上。发射器模块2包括微控制器12，该微控制器向发射器13提供必要的控制信号。发射器13优选地使用10mhz至24ghz特别是300mhz至450mhz范围内的载波频率特别是借助于放大调制来产生调制信号，其中就作用半径和能量需求而言，433mhz是特别合适的。发射器13的输出级包括晶体管，该晶体管经由其集电极输出将天线信号提供给天线14。工作电压由锂聚合物电池10供应，该锂聚合物电池包括保护和监控电子器件11。为了给电池10充电，使用插座8和充电芯片16，其中充电芯片16在充电过程中监控电池电压并在达到满充电时关闭充电过程。led17、18和19提供有关操作状态和电池的信息。电压稳定器15插在电池10和微控制器12以及发射器13和天线14的一侧之间。

天线14被设计为具有85匝的空心线圈，其中这些匝围绕线圈轴线以矩形形式布置。矩形的边长适合于电子器件壳体的尺寸或印刷电路板7的圆周边缘，并且例如是17.3mm和26.0mm。例如，用于空心线圈的铜线的直径为0.06mm，并且内部电阻为23.6ohm。集成在印刷品中的空芯线圈或环形天线的一端连接到发射器13的输出级，而另一端连接到电压稳定器15的稳定的系统电压。

图4示意性地示出了具有脉冲串23或分组或者振蒎的天线信号的基于时间的进展的示例，每个脉冲串23包括短脉冲24。对于每个脉冲串23的脉冲24，连续脉冲24之间的时间间隔都在5μs至9μs的范围内，优选地在5.8μs至7.7μs的范围内，尤其是在6.0μs至7.3μs的范围内。所示实施方式中的脉冲24被设计为正脉冲24。脉冲串23的脉冲24具有相同的类型并且具有基本相同的脉冲高度。对于影响昆虫的脉冲24，每个脉冲串23必须包括24的最小脉冲的数量。为了放大影响，可以增加脉冲串23的脉冲24的数量和/或在短时间间隔内发射的脉冲串23的数量。

脉冲串23的脉冲24的数量和直接连续脉冲24之间的相应时间间隔给出了脉冲串23的时间扩展。实验表明，如果每个脉冲串23的时间扩展至少为0.1ms，则是有利的，可选地，至少为3ms，但优选地在1ms至16ms的范围内，特别是在1ms至4ms的范围内，2ms可以实现良好的结果。间隔为6.7μs的脉冲24的2ms时间扩展的脉冲串23显示出对蚊子的非常好的结果。

在所示的实施方式中，连续脉冲串23之间的短时间间隔22至少为50ms，优选地在70ms至100ms的范围内。短间隔内脉冲串23的数量应至少为两个，尤其是至少三个。在所示的实施方式中，该数量是四。以短间隔连续的脉冲串23的连续系列之间的大时间间隔20至少为1s，优选地在1s至3s的范围内，特别是2s。时间扩展21对应于以较短的间隔连续提供多个脉冲串21所花费的时间。