WO2018104135A1 - Verfahren und vorrichtung zum beeinflussen von insekten - Google Patents

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WO2018104135A1
WO2018104135A1 PCT/EP2017/080917 EP2017080917W WO2018104135A1 WO 2018104135 A1 WO2018104135 A1 WO 2018104135A1 EP 2017080917 W EP2017080917 W EP 2017080917W WO 2018104135 A1 WO2018104135 A1 WO 2018104135A1
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/24Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using electric or magnetic effects, e.g. electric shocks, magnetic fields or microwaves
    • A01M29/28Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using electric or magnetic effects, e.g. electric shocks, magnetic fields or microwaves specially adapted for insects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 7 and a computer program program product, which causes the implementation of a method according to the preamble of claim 1 on a program-controlled device.
  • the present invention relates in particular to methods and devices for influencing mosquitoes, preferably for reducing their pricking activity.
  • insecticides such as insecticides, physical protective devices such as mosquito nets, repellents to be applied to the skin or clothes, and devices that attract mosquitoes to fall or repel areas.
  • physical protective devices such as mosquito nets, repellents to be applied to the skin or clothes, and devices that attract mosquitoes to fall or repel areas.
  • WO 99/55151 A1 describes a device which generates oscillations with two electrical oscillators, which are each transmitted via a contact plate to the skin of a person protecting it.
  • the two separate vibrations are transmitted to the skin surface at 1.2 KHz and 64.0 KHz and a maximum power density of 1 mW / cm 2 and delivered to skin-contacting mosquitoes.
  • the superimposed surface waves originating from the oscillators are supposed to cause a disturbance and then the leaving of the skin surface. If the mosquitoes sting quickly after landing, or if the transmission of vibrations to the surface of the skin is insufficient, the effect on stinging is not sufficiently good.
  • WO 2012/094768 A1 describes a device which comprises two microprocessors and two transmitters.
  • a stored pulse shape is modulated with a carrier frequency of 565 KHz and radiated via the two transmitters and each coupled thereto antennas in the form of electromagnetic waves.
  • the two co-operating transmitters should protect people within a radius of 2m or 15m from mosquitoes. Experiments have shown that the protection is not good enough.
  • WO 2016/165035 A1 describes a two-channel transmitter with two magnetic antennas.
  • the two-channel transmitter includes a microprocessor that provides a pulse train signal with a Pulse generated with a pulse width of 204ms and a pulse pause of 5000ms.
  • the pulse consists of three partial pulses of 12 ms pulse width and two short pulses of 84 ms between the partial pulses. From the pulse train signal two signals are generated, one with positive and one with negative values. Both signals are modulated with the modulation frequency of 284 Hz and designed in phase with each other by 180 degrees out of phase.
  • the two modulated and phase-shifted pulse train signals are each fed to a transmitter, which transmitters feed the signals with a carrier frequency of 160 kHz and a transmission power of 2 mW each to a magnetic antenna.
  • the modulation of the two pulse train signals with a modulation frequency and the subsequent creation of transmit signals with a deviating from the modulation frequency carrier frequency is expensive. In addition, relatively high currents must be provided for the two magnetic antennas even at low transmission powers.
  • the object of the invention is now to find a simple solution which influences insects with as little effort as possible within a sufficiently large range.
  • an inventive method or an inventive device for influencing insects by means of electromagnetic radiation from a transmitter a time course of an antenna feed with pulses generated and emitted via an antenna as electromagnetic radiation with corresponding pulses.
  • the antenna feed comprises bursts, or bursts or bursts of pulses, the time interval between directly consecutive pulses of a burst in the range of 5 ⁇ is to 9 ⁇ and the temporal extent of the burst is at least 0. ms, preferably at least 1 ms , in particular in the range of 1 to 4 ms or, if appropriate, at least 3 ms.
  • the radiation bursts, or packages or salvos includes short-term pulses.
  • the radiated short-term Pulses of the bursts must be the time interval between directly successive pulses in the range of 5 s to ⁇ , preferably in the range of ⁇ . ⁇ to 7.7 s, in particular in the range of ⁇ . ⁇ to 7.3 ⁇ .
  • the pulses may be in the form of positive or negative pulses, the pulses of a burst having a similar design, ie either positive or negative and substantially the same pulse height.
  • each burst must include a minimum number of pulses.
  • the number of pulses of a burst and / or the number of bursts emitted at short time intervals can be increased.
  • the number of pulses per burst and the number of bursts per time are not chosen higher than is necessary for the desired influence.
  • a predetermined proportion of the pulses of a burst reaches a predetermined pulse height.
  • each burst it is necessary for the temporal extent of each burst to be at least 0.1 ms, optionally at least 3 ms, but preferably in the range from 1 ms to 16 ms, in particular in the range from 1 ms to 4 ms, with good results achieved with 2 ms become.
  • a 2ms burst would include 300 pulses at 6.7 ⁇ 5 intervals.
  • this theoretical number of pulses per burst in mosquitoes achieves very good results, even if pulses at the beginning or end of the bursts are not effective.
  • the time intervals between bursts that follow each other at short intervals are at least 50 ms and should preferably be in the range from 70 ms to 100 ms.
  • the number of bursts directly following one another at short intervals should be at least three, but preferably in the range from three to ten, in particular four.
  • the time interval between directly successive series of short bursts of consecutive bursts should be at least 1 s, but preferably in the range from 1 s to 3 s, in particular 2 s.
  • all pulses of a burst, in particular of at least one series are at short intervals from one another Following bursts, similar positively or negatively trained.
  • the pulses of individual series are positive and the pulses of other series are negatively aligned, preferably alternating from series to series.
  • only one antenna and only one transmitter is needed or used.
  • an antenna in the form of an air coil is used.
  • an integrated in the print of the printed circuit antenna When using only one antenna and in particular when using an air coil, which is known to have a small inductance, even with low electrical power, the necessary influence of insects can be achieved in a close to a human area.
  • the radiation intensity can be set so low that no adverse effects in humans are observed, and this essentially applies even to electrosensitive persons.
  • the inventive method can be performed with a device that has only a small power consumption and thus can be powered, for example, from a common battery or a standard battery.
  • the device may be formed as a pendant, bracelet or as a device that is carried for example in a garment.
  • a device is enabled by a computer program product for carrying out the method according to the invention. It has been shown that for the desired protective effect, the affected insects do not have to be impaired in their functions, but rather avoid this area due to the perception of extremely short-term pulses in a region adapted to a human being. Because of the intensity gradients formed around an antenna in the radial direction, for insects, an antenna-imparting motion is directly associated with an increase in perceptual intensity and a path-away motion with a decrease.
  • this device is built as small as possible and, for example, as a bracelet. wear.
  • a bracelet comprises a stable and watertight electronic housing and, for example, a charging socket or a photovoltaic charging element, as well as display and optionally switching on and off elements or input elements.
  • the electronics or circuit with antenna is constructed as a total module of as few modules.
  • a microcontroller can supply the necessary control signal to a transmitter.
  • the transmitter preferably generates a modulated signal, in particular by means of amplitude modulation, and thereby uses a carrier frequency in the range from 10 MHz to 24 GHz, in particular from 300 to 450 MHz, with 433 MHz being particularly suitable with regard to operating radius and energy requirement.
  • the output stage of the transmitter comprises a transistor which feeds the antenna signal via its collector output to the antenna.
  • the operating voltage is supplied for example by a Li-polymer battery, which includes protection and monitoring electronics.
  • a connection for example a microUSB socket 8 and a charging chip is used, wherein the charging chip monitors the battery voltage during the charging process and switches off the charging process when the full charge is reached. LEDs show information about the operating status and the battery. Between the battery and the microcontroller and the transmitter and one side of the antenna, a voltage stabilizer is used.
  • an air coil having at least 40, in particular 85 turns is used, wherein the windings are arranged in a rectangular shape about a coil axis.
  • the antenna is integrated in the print and has, for example, an internal resistance in the range of 0.05 to 0.3 ohms.
  • the rectangular side lengths are adapted to the size of the electronics housing or to the peripheral edge of a printed circuit board with the electronics and are in the range of 10mm to 30mm, for example, 17.3 mm and 26.0 mm.
  • the copper wire used for the air coil for example, has a diameter in the range of 0.04 to 0.08 mm, in particular 0.06 mm and an internal resistance of 1 1 to 30 ohms, in particular 16 ohms.
  • One end of the air coil is connected to the output stage of the transmitter and the other end to a stabilized system voltage of the voltage stabilizer.
  • the transmission power measured at the collector of the transistor is -2.286 dBm / 0.5907 mW, so that an effective electromagnetic field is generated in a range of about 4 m around the bracelet.
  • the electronics can be arranged in a metallic, mass-forming housing.
  • the antenna is arranged at a minimum distance to it, so that the electromagnetic radiation can spread unhindered.
  • assemblies or components of the electronics, such as the microcontroller, the transmitter and the voltage stabilizer, or elements of these assemblies, such as an oscillator, a driver or an amplifier and lines between these elements must be shielded from each other and / or from the antenna, they can be used in divided by metallic walls areas of the metallic housing.
  • the supply voltage supplied by the battery is possibly protected with capacitors against high-frequency influences emanating from the antenna and / or from the electronics.
  • 1 is a perspective view of a transmitter module
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a bracelet with transmitter module and lid
  • FIG. 1 shows a transmitter module 2 for a bracelet 1 shown in FIG. 2.
  • the transmitter module 2 is arranged on a printed circuit board 7 and comprises a battery 10 which can be fed via a socket 8.
  • the socket 8 can be tightly inserted into a socket opening 5 of the bracelet 1, the socket 8 comprises a sealing element 9.
  • the transmitter module 2 is inserted into a housing 3 of the bracelet 1 and thereby the socket 8 sealingly into the socket opening 5 pressed. Subsequently, the housing 3 is sealed with a cover 4.
  • On bracelet 1 closing elements 6 are formed.
  • Fig. 3 shows the schematic structure of the transmitter module 2, which is constructed on the printed circuit board 7.
  • the transmitter module 2 comprises a microcontroller 12, which supplies the necessary control signal to a transmitter 13.
  • the transmitter 13 preferably generates a modulated signal, in particular by means of amplitude modulation, and uses a carrier frequency in the range from 10 MHz to 24 GHz, in particular from 300 to 450 MHz, with 433 MHz being particularly suitable with regard to operating radius and energy requirement.
  • the output stage of the transmitter 13 comprises a transistor, which feeds the antenna signal via its collector output to an antenna 14.
  • the operating voltage is supplied by a Li-polymer battery 10, which includes a protection and monitoring electronics 1 1.
  • the socket 8 and a charging chip 16 is used, wherein the charging chip 16 monitors the battery voltage during the charging process and switches off the charging process when the full charge is reached. With LEDs 17, 18 and 19, information about the operating state and the battery is displayed. Between the battery 10 and the microcontroller 12 and the transmitter 13 and one side of the antenna 14, a voltage stabilizer 15 is used.
  • the antenna 14 is formed as an air coil with 85 turns, wherein the windings are arranged in a rectangular shape about a coil axis.
  • the rectangular side lengths are adapted to the size of the electronics housing or to the peripheral edge of a printed circuit board 7 and are for example 17.3 mm and 26.0 mm.
  • the copper wire used for the air coil for example, has a diameter of 0.06 mm and an internal resistance of 23.6 ohms.
  • One end of the air coil or integrated in the print, designed as a loop antenna, antenna is connected to the output stage of the transmitter 13 and the other end to a stabilized system voltage of the voltage stabilizer 15.
  • FIG. 4 schematically shows an example of a time profile of the antenna signal with bursts 23, or packets or bursts, each comprising short pulses 24.
  • the time interval between directly successive pulses 24 is in the range of 5 ⁇ to 9ps, preferably in the range of ⁇ . ⁇ to 7.7ps, in particular in the range of 6.0ps to 7.3 ⁇ .
  • the pulses 24 are formed as positive pulses 24 in the illustrated embodiment.
  • the pulses 24 of a burst 23 are of similar design and have substantially the same pulse height. In order for the pulses 24 to have an influence on the insects, each burst 23 must comprise a minimum number of pulses 24.
  • the number of pulses 24 of a burst 23 and / or the number of bursts 23 emitted at short time intervals can be increased. From the number of pulses 24 of a burst 23 and the respective time interval between directly successive pulses 24 results in the temporal extent of the burst 23. Experiments have shown that it is advantageous if the temporal extent of each burst 23 at least 0.1 ms, optionally at least 3ms is, but preferably in the range of 1 ms to 16 ms, in particular in the range of 1 ms to 4 ms, with 2ms good results are achieved.
  • Bursts 23 of 2ms temporal extent with pulses 24 with intervals of 6.7 s show very good results in mosquitoes.
  • the short time intervals 22 between successive bursts 23 are at least 50 ms, preferably in the range of 70 ms to 100 ms.
  • the number of successive bursts 23 at short intervals should be at least two, in particular at least three. In the illustrated embodiment, this number is four.
  • the large time interval 20 between consecutive series of successive bursts 23 at short intervals is at least 1 s, preferably in the range from 1 s to 3 s, in particular at 2 s.
  • the time extent 21 corresponds to the time for the provision of a number of successive bursts 21 at shorter intervals.

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Abstract

Bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zum Beeinflussen von Insekten mittels elektromagnetischer Strahlung wird von einem Sender (13) ein zeitlicher Verlauf einer Antennenspeisung mit Pulsen erzeugt und über eine Antenne (14) als elektromagnetische Strahlung mit entsprechenden Pulsen abgestrahlt. Die Antennenspeisung umfasst Bursts, bzw. Pakete oder Salven, von Pulsen, wobei der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen eines Bursts im Bereich von 5με bis 9με liegt und die zeitliche Ausdehnung des Bursts mindestens 0.1 ms beträgt. Aufgrund der um eine Antenne (14) in radialer Richtung entstehenden Intensitätsgradienten ist für Insekten eine auf die Antenne (14) zuführende Bewegung direkt mit einer Zunahme der Wahrnehmungsintensität verbunden und eine wegführende Bewegung mit einer Abnahme. Die Insekten nehmen den Gradienten wahr und bewegen sich tendenziell so, dass bei ihnen die irritierende Wahrnehmung abnimmt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Beeinflussen von Insekten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie ein Computerpro- grammprodukt, welches die Durchführung eines Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf einer programmgesteuerten Vorrichtung veranlasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Beeinflussen von Stechmücken, vorzugsweise zum Reduzieren deren Stechaktivität.
Zum Reduzieren der Stichaktivität von Stechmücken werden verschiedene Lösungen angeboten, beispielsweise Insektizide, physikalische Schutzvorrichtungen wie Moskitonetze, auf die Haut oder die Kleider aufzutragende abstossende Mittel (Repellents) und Einrichtungen, welche Moskitos zu Fallen hin anziehen oder aus Bereichen abstossen.
WO 99/55151 A1 beschreibt eine Vorrichtung, welche mit zwei elektrischen Oszillatoren Schwingungen erzeugt, welche je über ein Kontaktplättchen auf die Haut einer sich damit schützenden Person übertragen werden. Die beiden getrennten Schwingungen werden mit 1.2 KHz und 64.0 KHz und einer maximalen Leistungsdichte von 1 mW/cm2 auf die Hautoberfläche übertragen und an mit der Haut kontaktierende Stechmücken abgegeben. Bei auf der Haut gelandeten Stechmücken sollen die von den Oszillatoren stammenden überlagerten Oberflächenwellen eine Störung und dann das Verlassen der Hautoberfläche bewirken. Wenn die Stechmücken direkt nach dem Landen schnell stechen oder wenn die Übertragung der Schwingungen auf die Hautoberfläche ungenü- gend stark ist, ist die Wirkung gegen Stiche nicht genügend gut.
WO 2012/094768 A1 beschreibt eine Vorrichtung, welche zwei Mikroprozessoren und zwei Sender umfasst. Eine gespeicherte Pulsform wird mit einer Trägerfrequenz von 565 KHz moduliert und über die beiden Sender und je daran angekoppelte Antennen in der Form von elektromagnetischen Wellen abgestrahlt. Mit Sendeleistungen von 5pW oder 1 mW sollen die beiden zusammenwirkenden Sender Menschen in einem Umkreis von 2m bzw. 15m vor Mücken schützen. Versuche haben gezeigt, dass der Schutz nicht genügend gut ist. WO 2016/165035 A1 beschreibt einen Zweikanal-Sender mit zwei Magnetantennen. Der Zweikanal-Sender umfasst einen Mikroprozessor, der ein Pulsfolge-Signal mit einem Puls mit einer Pulsbreite von 204ms und einer Pulspause von 5000ms erzeugt. Der Puls besteht aus drei Teilpulsen von 12ms Pulsbreite und zwei zwischen den Teilpulsen befindlichen Kurzpausen von 84ms. Aus dem Pulsfolge-Signal werden zwei Signale erzeugt, eines mit positiven und eines mit negativen Werten. Beide Signale werden mit der Modulationsfrequenz von 284 Hz moduliert und im zeitlichen Verlauf gegeneinander um 180 Grad phasenverschoben ausgelegt. Die beiden modulierten und phasenverschobenen Pulsfolge-Signale werden je einem Sender zugeleitet, welche Sender die Signale mit einer Trägerfrequenz von 160KHz und je einer Sendeleistung von 2mW je einer Magnetantenne zuführen. Die Modulation der beiden Pulsfolge-Signale mit einer Modulationsfrequenz und die anschliessende Erstellung von Sendesignalen mit einer von der Modulationsfrequenz abweichenden Trägerfrequenz ist aufwendig. Zudem müssen für die beiden Magnetantennen schon bei kleinen Sendeleistungen verhältnismässig hohe Ströme bereitgestellt werden. Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin eine einfache Lösung zu finden, die mit einem möglichst kleinen Aufwand I nsekten innerhalb eines genügend grossen Bereichs beeinflusst.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 , durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. vorteilhafte Ausführungsvarianten, welche weitere Aufgaben lösen.
Bei einem erfinderischen Verfahren bzw. einer erfinderischen Vorrichtung zum Be- einflussen von Insekten mittels elektromagnetischer Strahlung wird von einem Sender ein zeitlicher Verlauf einer Antennenspeisung mit Pulsen erzeugt und über eine Antenne als elektromagnetische Strahlung mit entsprechenden Pulsen abgestrahlt. Die Antennenspeisung umfasst Bursts, bzw. Pakete oder Salven, von Pulsen, wobei der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen eines Bursts im Bereich von 5\is bis 9με liegt und die zeitliche Ausdehnung des Bursts mindestens 0. ms, vorzugsweise mindestens 1 ms, beträgt, insbesondere im Bereich von 1 bis 4ms liegt oder gegebenenfalls mindestens 3ms beträgt.
Bei der Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass es für die Beeinflussung von Insekten mittels elektromagnetischer Strahlung wichtig ist, dass die Strahlung Bursts, bzw. Pakete oder Salven, von kurzzeitigen Pulsen umfasst. Bei den abgestrahlten kurzzeitigen Pulsen der Bursts muss der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen im Bereich von 5 s bis θμβ, vorzugsweise im Bereich von δ.δμβ bis 7.7 s, insbesondere im Bereich von Θ.Ομβ bis 7.3με liegen. Die Pulse können als positive oder als negative Pulse ausgebildet sein, wobei die Pulse eines Bursts gleichartig aus- gebildet sind, also entweder positiv oder negativ und im Wesentlichen mit der gleichen Pulshöhe. Damit die Pulse bei den Insekten eine Beeinflussung erzielen, muss jeder Burst eine Mindestzahl von Pulsen umfassen. Um die Beeinflussung zu verstärken, kann die Anzahl Pulse eines Burst und/oder die Anzahl von in kurzen zeitlichen Abständen abgestrahlten Bursts erhöht werden. Um keinen unnötig hohen Energieverbrauch zu bewirken wird die Anzahl der Pulse pro Burst und die Anzahl Burst pro Zeit nicht höher gewählt, als dies für die gewünschte Beeinflussung nötig ist.
Aus der Anzahl Pulse eines Burst und dem jeweiligen zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen ergibt sich die zeitliche Ausdehnung des Bursts. Bei der Festlegung der Pulszahl pro Burst, bzw. der zeitlichen Ausdehnung eines Bursts, muss abhängig von der verwendeten Steuerung oder von den Komponenten der Schaltung, also auch beispielsweise bei Ein- und/oder Ausschwingvorgängen bzw. bei trägen Komponenten, sichergestellt werden, dass eine genügende Zahl wirksamer Pulse vorhanden ist. Vorzugsweise erreicht ein vorgegebener Anteil der Pulse eines Bursts eine vorgegebene Pulshöhe. Versuche haben gezeigt, dass es nötig ist, dass die zeitliche Ausdehnung jedes Bursts mindestens 0.1 ms, gegebenenfalls mindestens 3ms beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von 1 ms bis 16ms, insbesondere im Bereich von 1 ms bis 4ms liegt, wobei mit 2ms gute Resultate erzielt werden. Ein Burst von 2ms zeitlicher Ausdehnung würde dann beispielsweise 300 Pulse mit Abständen von 6.7μ5 umfassen. Versuche haben gezeigt, dass diese theoretische Pulszahl pro Burst bei Stechmücken sehr gute Resultate erzielt, selbst wenn Pulse am Anfang oder Ende der Bursts nicht wirksam sind.
Versuche haben ebenfalls gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die zeitlichen Abstände zwischen in kurzen Abständen direkt aufeinander folgenden Bursts mindestens 50ms betragen und vorzugsweise im Bereich von 70ms bis 100ms liegen sollen. Die Anzahl von in kurzen Abständen direkt aufeinander folgenden Bursts soll mindestens drei betragen, vorzugsweise aber im Bereich von drei bis zehn, insbesondere bei vier liegen. Der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinander folgenden Serien aus in kurzen Ab- ständen aufeinander folgenden Bursts soll mindestens 1 s betragen, vorzugsweise aber im Bereich von 1 s bis 3s, insbesondere bei 2s liegen. Vorzugsweise sind alle Pulse eines Bursts, insbesondere zumindest einer Serie aus in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts, gleichartig positiv oder negativ ausgebildet. Um eine gegebenenfalls einschränkende dominante Ausrichtung der Pulse zu vermeiden, werden in einer besonderen Ausführungsform die Pulse einzelner Serien positiv und die Pulse anderer Serien negativ ausgerichtet, vorzugsweise von Serie zu Serie wechselnd.
Um die für die Beeinflussung der Insekten nötigen kurzzeitigen Pulse mit kleinem Aufwand so abstrahlen zu können, dass sie in einem einen Menschen umhüllenden Nahbereich eine für die Beeinflussung benötigte Intensität aufweisen, wird nur eine Antenne und nur ein Sender benötigt bzw. eingesetzt. Vorzugsweise wird eine Antenne in der Form einer Luftspule eingesetzt. Vorteilhaft ist eine im Print der Printplatte integrierte Antenne. Bei der Verwendung lediglich einer Antenne und insbesondere bei der Verwendung einer Luftspule, die bekanntlich eine kleine Induktivität aufweist, kann bereits mit kleiner elektrischer Leistung die nötige Beeinflussung von Insekten in einem einen Menschen umhüllenden Nahbereich erzielt werden. Die Strahlungsintensität kann so tief festgelegt werden, dass schädliche Wirkungen beim Menschen nicht beobachtet werden, wobei dies im Wesentlichen selbst für elektrosensible Personen zutrifft.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit einer Vorrichtung durchgeführt werden, die lediglich einen kleinen Stromverbrauch hat und somit beispielsweise von einer gängigen Batterie oder einem gängigen Akku gespeist werden kann. Die Vorrichtung kann als Anhänger, Armband oder auch als Gerät, das beispielsweise in einem Kleidungsstück mitgetragen wird, ausgebildet sein. Gegebenenfalls wird ein Gerät von einem Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens befähigt. Es hat sich gezeigt, dass für die gewünschte Schutzwirkung die beeinflussten Insekten nicht in ihren Funktionen beeinträchtigt werden müssen, sondern dass sie aufgrund der Wahrnehmung der äusserst kurzzeitigen Pulse in einem an einen Menschen angepass- ten Bereich diesen Bereich meiden. Aufgrund der um eine Antenne in radialer Richtung entstehenden Intensitätsgradienten ist für Insekten eine auf die Antenne zuführende Bewegung direkt mit einer Zunahme der Wahrnehmungsintensität verbunden und eine wegführende Bewegung mit einer Abnahme. Die Insekten nehmen den Gradienten wahr und bewegen sich tendenziell so, dass bei ihnen die irritierende Wahrnehmung abnimmt. Damit das Mittragen einer Vorrichtung zum Beeinflussen von Insekten nicht stört, wird diese Vorrichtung möglichst klein gebaut und beispielsweise als Armband ge- tragen. Ein solches Armband umfasst ein stabiles und wasserdichtes Elektronik- Gehäuse und beispielsweise eine Ladebuchse oder ein Fotovoltaik-Ladeelement, sowie Anzeige- und gegebenenfalls Ein- und Ausschaltelemente bzw. Eingabe- Elemente.
Die Elektronik bzw. Schaltung mit Antenne wird als Gesamtmodul aus möglichst wenigen Baugruppen aufgebaut. So kann beispielsweise ein Mikrokontroller einem Sender das nötige Steuersignal zuführen. Der Sender erzeugt vorzugsweise ein moduliertes Signal, insbesondere mittels Amplitudenmodulation, und verwendet da- bei eine Trägerfrequenz im Bereich von 10MHz bis 24GHz, insbesondere von 300 bis 450 MHz, wobei 433MHz bezüglich Aktionsradius und Energiebedarf besonders geeignet ist. Die Ausgangsstufe des Senders umfasst einen Transistor, der das Antennensignal über seinen Kollektorausgang der Antenne zuleitet. Die Betriebsspannung wird beispielsweise von einer Li-Polymer Batterie geliefert, welche eine Schutz- und Überwachungselektronik umfasst. Zum Laden der Batterie wird ein An- schluss, beispielsweise eine Micro-USB Buchse 8, und ein Ladechip eingesetzt, wobei der Ladechip während des Ladevorganges die Batteriespannung überwacht und beim Erreichen der Vollladung den Ladevorgang abschaltet. Mit LEDs werden Information zum Betriebszustand und zur Batterie dargestellt. Zwischen der Batterie und dem Mikrokontroller sowie dem Sender und einer Seite der Antenne ist ein Spannungsstabilisator eingesetzt.
Als vorteilhafte Antenne wird beispielsweise eine Luftspule mit mindestens 40, insbesondere 85 Windungen verwendet, wobei die Windungen in einer Rechteckform um eine Spulenachse angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Antenne im Print integriert und hat beispielsweise einen Innenwiderstand im Bereich von 0.05 - 0.3 Ohm. Die Rechteckseitenlängen sind an das Mass des Elektronik-Gehäuses bzw. an den Umfangsrand einer Printplatte mit der Elektronik angepasst und liegen im Bereich von 10mm bis 30mm, beispielsweise bei 17,3 mm und 26,0 mm. Der für die Luftspu- le verwendete Kupferdraht weist beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 0.04 bis 0.08 mm, insbesondere 0.06 mm und einen Innenwiderstand von 1 1 bis 30 Ohm, insbesondere 16 Ohm auf. Ein Ende der Luftspule ist an die Ausgangsstufe des Senders und das andere Ende an eine stabilisierte Systemspannung des Spannungsstabilisators angeschlossen. Die am Kollektor des Transistors gemessene Sendeleistung beträgt -2,286 dBm / 0,5907 mW, so dass ein wirksames elektromagnetisches Feld in einem Bereich von ca. 4m um das Armband entsteht.
Um möglicherweise störende Einflüsse der von der Antenne abgestrahlten elektromagnetische Strahlung auf die Elektronik bzw. Schaltung zu reduzieren, kann die Elektronik in einem metallischen, Masse bildenden Gehäuse angeordnet werden. Vorzugsweise wird die Antenne in einem minimalen Abstand dazu angeordnet, so dass sich die elektromagnetische Strahlung ungehindert ausbreiten kann. Bei einem Armband werden dazu beispielsweise ein metallisches Gehäuse mit der Elektronik und die Antenne in Armband-Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. Falls Baugruppen bzw. Komponenten der Elektronik, wie der Mikrokontroller, der Sender und der Spannungsstabilisator, oder Elemente dieser Baugruppen, wie ein Oszillator, ein Treiber oder ein Verstärker und Leitungen zwischen diesen Elementen voneinander und/oder von der Antenne abgeschirmt werden müssen, können diese in durch metallische Wänden abgeteilte Bereiche des metallischen Gehäuses eingesetzt werden. Die von der Batterie gelieferte Speisespannung wird gegebe- nenfalls mit Kondensatoren gegen von der Antenne und/oder von der Elektronik ausgehende Hochfrequenz-Einflüsse abgesichert.
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels auf das sie aber nicht eingeschränkt ist. Dabei zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Sendermoduls,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Armbandes mit Sendermodul und Deckel,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Sendermoduls und,
Fig. 4 ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs des Antennensignals.
Fig. 1 zeigt ein Sendermodul 2 für ein in der Figur 2 dargestelltes Armband 1. Das Sendermodul 2 ist an einer Printplatte 7 angeordnet und umfasst eine Batterie 10, die über eine Buchse 8 gespeist werden kann. Damit die Buchse 8 dicht in eine Buchsenöffnung 5 des Armbands 1 eingesetzt werden kann, umfasst die Buchse 8 ein Dichtungselement 9. Gemäss Fig. 2 wird das Sendermodul 2 in ein Gehäuse 3 des Armbands 1 eingesetzt und dabei wird die Buchse 8 dichtend in die Buchsenöffnung 5 eingepresst. Anschliessend wird mit einem Deckel 4 das Gehäuse 3 dicht verschlossen. Am Armband 1 sind Schliesselemente 6 ausgebildet.
Fig. 3 zeigt den schematischen Aufbau des Sendermoduls 2, welches auf der Printplatte 7 aufgebaut ist. Das Sendermodul 2 umfasst einen Mikrokontroller 12, der einem Sender 13 das nötige Steuersignal zuführt. Der Sender 13 erzeugt vorzugsweise ein moduliertes Signal, insbesondere mittels Amplitudenmodulation, und ver- wendet dabei eine Trägerfrequenz im Bereich von 10MHz bis 24GHz, insbesondere von 300 bis 450 MHz, wobei 433MHz bezüglich Aktionsradius und Energiebedarf besonders geeignet ist. Die Ausgangsstufe des Senders 13 umfasst einen Transistor, der das Antennensignal über seinen Kollektorausgang einer Antenne 14 zuleitet. Die Betriebsspannung wird von einer Li-Polymer Batterie 10 geliefert, welche eine Schutz- und Überwachungselektronik 1 1 umfasst. Zum Laden der Batterie 10 wird die Buchse 8 und ein Ladechip 16 eingesetzt, wobei der Ladechip 16 während des Ladevorganges die Batteriespannung überwacht und beim Erreichen der Vollladung den Ladevorgang abschaltet. Mit LEDs 17, 18 und 19 werden Information zum Betriebszustand und zur Batterie dargestellt. Zwischen der Batterie 10 und dem Mikrokontroller 12 sowie dem Sender 13 und einer Seite der Antenne 14 ist ein Spannungsstabilisator 15 eingesetzt.
Die Antenne 14 ist als Luftspule mit 85 Windungen ausgebildet, wobei die Windungen in einer Rechteckform um eine Spulenachse angeordnet sind. Die Rechtecksei- tenlängen sind an das Mass des Elektronik-Gehäuses bzw. an den Umfangsrand einer Printplatte 7 angepasst und liegen beispielsweise bei 17,3 mm und 26,0 mm. Der für die Luftspule verwendete Kupferdraht weist beispielsweise einen Durchmesser von 0.06 mm und einen Innenwiderstand von 23,6 Ohm auf. Ein Ende der Luftspule oder der im Print integrierten, als Loop-Antenne ausgebildeten, Antenne ist an die Ausgangsstufe des Senders 13 und das andere Ende an eine stabilisierte Systemspannung des Spannungsstabilisators 15 angeschlossen.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs des Antennensignals mit Bursts 23, bzw. Paketen oder Salven, die je kurzzeitige Pulse 24 umfassen. Bei den Pulsen 24 jedes Bursts 23 liegt der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen 24 im Bereich von 5με bis 9ps, vorzugsweise im Bereich von δ.δμβ bis 7.7ps, insbesondere im Bereich von 6.0ps bis 7.3με. Die Pulse 24 sind in der dargestellten Ausführung als positive Pulse 24 ausgebildet. Die Pulse 24 eines Bursts 23 sind gleichartig ausgebildet und weisen im Wesentlichen die gleiche Pulshöhe auf. Damit die Pulse 24 bei den Insekten eine Beeinflussung erzielen, muss jeder Burst 23 eine Mindestzahl von Pulsen 24 umfassen. Um die Beeinflussung zu verstärken, kann die Anzahl Pulse 24 eines Burst 23 und/oder die Anzahl von in kurzen zeitlichen Abständen abgestrahlten Bursts 23 erhöht werden. Aus der Anzahl Pulse 24 eines Burst 23 und dem jeweiligen zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen 24 ergibt sich die zeitliche Ausdehnung des Burst 23. Versuche haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die zeitliche Ausdehnung jedes Bursts 23 mindestens 0.1 ms, gegebenenfalls mindestens 3ms beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von 1 ms bis 16ms, insbesondere im Bereich von 1 ms bis 4ms liegt, wobei mit 2ms gute Resultate erzielt werden. Bursts 23 von 2ms zeitlicher Ausdehnung mit Pulsen 24 mit Abständen von 6.7 s zeigen bei Stechmücken sehr gute Resultate. In der dargestellten Ausführung betragen die kurzen zeitlichen Abstände 22 zwischen aufeinander folgenden Bursts 23 mindestens 50ms, vorzugsweise liegen sie im Bereich von 70ms bis 100ms. Die Anzahl von in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts 23 soll mindestens zwei, insbesondere mindestens drei betragen. In der darge- stellten Ausführung liegt diese Zahl bei vier. Der grosse zeitliche Abstand 20 zwischen aufeinander folgenden Serien aus in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts 23 beträgt mindestens 1s, vorzugsweise liegt er im Bereich von 1 s bis 3s, insbesondere bei 2s liegen. Die zeitliche Ausdehnung 21 entspricht der Zeit für die Bereitstellung einer Anzahl von in kürzeren Abständen aufeinander folgenden Bursts 21.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Beeinflussen von Insekten mittels elektromagnetischer Strahlung, bei welchem Verfahren von einem Sender (13) ein zeitlicher Verlauf einer Anten- nenspeisung mit Pulsen (24) erzeugt und über eine Antenne (14) als elektromagnetische Strahlung mit entsprechenden Pulsen abgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspeisung Bursts (23), bzw. Pakete oder Salven, von Pulsen (24) umfasst, wobei der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen (24) eines Bursts (23) im Bereich von 5ps bis 9με liegt und die zeit- liehe Ausdehnung der Bursts (23) mindestens 0.1 ms beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Ausdehnung der Bursts mindestens 1 ms beträgt, und vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4ms, insbesondere bei 2ms, liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Ausdehnung der Burst mindestens 3ms beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlichen Abstände zwischen in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts
(23) mindestens 50ms betragen und vorzugsweise im Bereich von 70ms bis 100ms liegen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts (23) mindestens drei beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von drei bis zehn, insbesondere bei vier liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen aufeinander folgenden Serien aus in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts (23) mindestens 1 s beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von 1 s bis 3s, insbesondere bei 2s liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Pulse (24) eines Bursts (23), vorzugsweise auch alle Pulse (24) einer Serie aus in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts (23), gleichartig positiv oder nega- tiv ausgebildet sind und vorzugsweise ein vorgegebener Anteil der Pulse (24) eines Bursts (23) eine vorgegebene Pulshöhe erreicht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1 3) ein moduliertes Signal erzeugt, vorzugsweise mittels Amplitudenmodulation, und dabei eine Trägerfrequenz im Bereich von 1 0MHz bis 24GHz, vorzugsweise von 300 bis 450 MHz, insbesondere von 433MHz, verwendet.
9. Vorrichtung zum Beeinflussen von Insekten mittels elektromagnetischer Strahlung, mit einem Sender (13) und einer Antenne (14), wobei der Sender (13) einen zeitlichen Verlauf einer Antennenspeisung mit Pulsen (24) zu erzeugen und diesen über die Antenne (14) als elektromagnetische Strahlung mit entsprechenden Pulsen abzustrahlen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1 3) die Antennenspeisung mit Bursts (23), bzw. Paketen oder Salven, von Pulsen (24) erzeugbar macht, und zwar so, dass der zeitliche Abstand zwischen direkt aufeinanderfolgenden Pulsen (24) eines Bursts (23) im Bereich von 5ps bis 9με liegt und die zeitliche Ausdehnung des Bursts (23) mindestens 0.1 ms, vorzugsweise mindestens 1 ms, gegebenenfalls mindestens 3ms beträgt. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (14) im Print integriert ist oder in der Form einer Luftspule ausgebildet ist, welche vorzugsweise aus einem Kupferdraht mit einem Durchmesser im Bereich von 0.04 bis 0.08 mm und einen I nnenwiderstand von 20 bis 30 Ohm besteht und wobei die Luftspule beispielsweise mindestens 40, insbesondere 85, Windungen um- fasst, welche gegebenenfalls in einer Rechteckform insbesondere mit Seitenlängen im Bereich von 10mm bis 30mm ausgebildet sind.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Mikrokontroller (1 2) umfasst, welcher dem Sender (1 3) ein Steuersignal zuführ- bar macht, wobei der Sender ( 1 3) vorzugsweise ein moduliertes Signal erzeugt, insbesondere mittels Amplitudenmodulation , und dabei eine Trägerfrequenz im Bereich von 1 0MHz bis 24GHz, vorzugsweise von 300 bis 450 MHz, insbesondere von 433MHz, verwendet. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1 3) die Antennenspeisung so erzeugbar macht, dass die zeitlichen Abstände zwischen in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts (23) mindestens 50ms betragen und vorzugsweise im Bereich von 70ms bis 100ms liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1 3) die Antennenspeisung so erzeugbar macht, dass die Anzahl von in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts (23) mindestens drei beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von drei bis zehn, insbesondere bei vier liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1 3) die Antennenspeisung so erzeugbar macht, dass der zeitliche Abstand zwischen aufeinander folgenden Serien aus in kurzen Abständen aufeinander folgenden Bursts mindestens 1 s beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von 1 s bis 3s, insbesondere bei 2s liegt.
Computerprogrammprodukt, welches die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einer programmgesteuerten Einrichtung veranlasst.
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