利用高功率微波摧毁蜂窝的装置及其微波摧毁方法

摘要

本发明公开了一种利用高功率微波摧毁蜂窝的装置及其微波摧毁方法，其特点是该装置依次由微波源(1)，馈线(2)，定向性天线(3)和目标蜂窝(4)连接而成，其中微波源的微波频率为300MHz～300GHz；马蜂窝处形成的微波功率密度大于0.7W/cm

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用高功率微波辐射摧毁蜂窝的装置及其微波摧毁方法，属于微波技术和生物技术的交叉领域。

背景技术

随着环境保护的发展，城市内的生态环境得到了改善。飞禽、鱼类、昆虫等在城市和郊区都出现了明显增多的趋势。另一方面，良好的生态环境也使更多的马蜂窝出现在人口密集的地区。马蜂学名胡蜂，俗称马蜂、黄蜂，中至大型，体表多数光滑，有各色花斑。马蜂毒性很大，其蜇针的毒液含有磷脂酶、透明质酸酶和一种被称为抗原5的蛋白，被马蜂蜇后伤口会立刻红肿，且感到火辣辣的痛，严重时会致人死亡。马蜂有简单的社会组织，有蜂后、雄蜂和工蜂，常常营造一个纸质的吊钟形的或者层状的蜂巢，在上面集体生活。马蜂属膜翅目胡蜂总科类昆虫，对空气质量十分敏感，以吃花草树木上的害虫为生。由于市里的绿色植物不断增加，病虫害也在增加，马蜂便从农村开始往城市迁徙，在城市中寻找食物。气温较高，空气比较潮湿也是马蜂繁殖生长的重要因素。人们对马蜂有一种恐惧感，对马蜂的捕杀较少，也是马蜂增多的原因之一。

近期不断有新闻报道，马蜂已经开始干扰了一些人们的正常工作和生活，甚至有报道由于马蜂袭击/报复致人死亡。马蜂有很强的毒性，人一旦不小心惹恼了它，它会群体攻击人类，所以很危险。其中墨胸胡蜂毒性很强，其毒性相当于十多只蜜蜂。而且与普通蜜蜂不同，墨胸胡蜂蜇人后，毒刺不掉，也不会死，还能继续攻击。如果凶猛攻击，其毒性完全可以毒死一头牛。马蜂非常聪明，做窝时大部分做在悬崖边高大的树枝尖上，或者是城区住房二三楼雨篷中央，这样人类要想去掉它就非常困难。曾有报道消防队频频出动去摧毁马蜂窝，甚至动用了解放军的力量。由于马蜂窝位置的限制，只有不到30％的马蜂窝能够被消防队摧毁。

目前摧毁马蜂窝的主要方法和设施包括：

1、高压水枪。消防队使用灭火用的高压水枪，利用高速的水流摧毁马蜂窝。

2、火焰喷射器。利用火焰喷射器喷射出的火焰，高温烧毁马蜂窝。

3、直接摘除。由穿了保护服的人员直接摘除马蜂窝。

4、烟熏。利用浓烟将马蜂熏走或者熏死，解除马蜂窝的威胁。

5、药物。通过喷洒药物，毒死马蜂，从而摧毁有害的马蜂窝。

这些传统的摧毁马蜂窝的方法存在很多弊端，例如：对适用环境有限，有很多地方人很难接近，或者不能使用火焰或者高压水流，或者在摧毁马蜂窝的同时带来环境污染。而且不正确的摧毁方法可能导致马蜂对人们的主动攻击，带来更多不必要的经济损失和人员伤害。人工摘除的蜂窝，巢外的蜂依然存在，不能彻底杀死峰虫。

微波是指频率为300MHz至300GHz的电磁波。微波作为一种传输信号的载体，在通信领域有很多应用，尤其在无线通信技术中得到广泛的应用。此外，微波也可以作为一种能量载体，在化工、制药、食品等工业中也有较多应用。家用微波炉是微波加热技术应用的一个例子。

高功率微波(High Power Microwave，HPM)是一种功率很高的电磁波，通常指微波的功率达到kW量级。高功率微波除了具有热效应外，还具有一定的生物效应。高功率微波主要用于微波加热的工业应用和军事中的非杀伤性武器，但未见有用于摧毁蜂窝的报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高功率微波摧毁马蜂窝的装置及其微波摧毁方法。其特点是利用高功率微波的加热作用和特定的生物效应，对马蜂进行摧毁。它具有高效、安全、彻底摧毁的优点。

本发明的目的由以下技术措施实现。

利用高功率微波摧毁蜂窝的装置依次由微波源，馈线，定向性天线和目标蜂窝连接而成，其中微波源的微波频率为300MHz～300GHz。马蜂窝处形成的微波功率密度大于0.7W/cm²。

微波源为磁控管，行波管或速调管真空器件中的任一种；或砷化镓场效应管，氮化镓场效应管固态器件中的任一种。

微波源为多个真空器件或多个固态器件采用相干合成或非相干合成的功率合成方法，在目标处合成实现蜂窝处的高微波功率密度。

发射天线为单个口径面天线或天线阵列进行相干或非相干的空间功率合成，其增益高于30dBi。

利用高功率微波摧毁蜂窝的装置的微波摧毁方法包括以下步骤：

(1)连接好本装置，将微波发射天线对准目标蜂窝；

(2)打开微波源的电源；

(3)待马蜂杀死后，关掉电源。

实验证明：由于高功率微波的加热作用和特定的生物效应，可以作为一种新的杀死马蜂和摧毁蜂窝的高技术方法。通过大量的实验室的研究，我们发现高功率微波辐射对马蜂具有杀伤作用。采用2.45GHz的微波腔体进行了实验，将马蜂放入微波腔体中，使用连续波进行加热，在0.7W/cm²功率密度的微波的辐射下，3-5秒左右马蜂丧失行动能力不再移动，不会到处乱飞或对人员进行攻击，大约10秒钟后死亡。由于马蜂的幼体含水量较高，高功率微波尤其对马蜂的幼体具有更强烈的杀伤作用，可以更快地导致马蜂幼体的死亡。因此，高功率微波是一种高效、安全、彻底摧毁马蜂窝的方法。

本发明具有以下的优点：

(1)适用范围大，使用更为灵活。利用高功率微波摧毁马蜂窝的方法可以比传统方法具有更大的适用范围。A)对以传统火烧和水冲的方法不能使用的场合，高功率微波摧毁马蜂窝的方法可以使用。B)由于高功率微波对普通介质具有很强的穿透性，可以有选择性的杀死马蜂及其幼体，而对周围的设施和物体不构成伤害。C)利用高功率微波摧毁马蜂窝的方法作用距离更远，例如30kW的高功率微波和35dBi增益的定向性天线，杀死马蜂的距离可以达到30m，有效面积可以达到2平方米，极大地增加了摧毁蜂窝的范围，减少对云梯等辅助装置的依赖。

(2)绿色环保，对环境无害。传统的药物毒杀方法会对环境带来污染，必须使用有害的药物，还要防止药物的扩散。使用高功率微波摧毁马蜂窝的方法，避免了对环境有害的药物使用，直接利用高功率微波的生物效应杀死蜂及其幼体，满足了绿色环保的要求。

(3)更为安全可靠。A)利用高功率微波摧毁马蜂窝的方法，将马蜂杀死在蜂窝内，马蜂不会飞出对人员进行报复性攻击。无论对蜂窝周围的人员，还是实施操作的人员，都是非常安全的。B)实施操作的人员可以在地面上进行操作，摧毁有效距离以内的蜂窝，最大程度的提高了操作人员的安全性，减少不必要的损失。

(4)效率很高。根据实验室的前期研究数据表明：利用高功率微波杀死马蜂的时间仅为10秒钟。因此利用高功率微波摧毁马蜂窝是一种效率很高的方法，可以在短时间内杀死对马蜂及其幼体，实现对马蜂窝的摧毁。

附图说明

图1为高功率微波摧毁蜂窝装置的结构框图

1、高功率微波源，2、馈线，3、定向性天线，4、目标蜂窝。

图2为30kW微波源摧毁蜂窝的结构框图

1、30kW微波源，2、BJ22波导，3、36dBi抛物面天线，4、目标蜂窝。

图3为多个3kW微波源摧毁蜂窝的结构框图

1、多个3kW微波源，2、功率合成器，3、BJ22波导，4、36dBi抛物面天线，5、目标蜂窝。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制。该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实现例1：

如图2所示，采用30kW微波源1、BJ22波导2、36dBi抛物面天线3、目标蜂窝4。

微波源使用频率为2.45GHz的30kW磁控管，馈线采用BJ22波导，定向性天线采用36dBi抛物面天线，按本发明微波摧毁蜂窝的方法摧毁目标蜂窝，效果十分显著。

实现例2：

如图3所示，采用多个3kW微波源1、功率合成器2、BJ22波导3、36dBi抛物面天线4、目标蜂窝5。

在目标蜂窝巨大的情况下，一个微波源发射的微波不能满足要求，可考虑将多个微波源进行功率合成，达到所需的总的微波功率。微波源使用多个频率为2.45GHz的3kW磁控管，馈线采用BJ22波导，定向性天线采用36dBi抛物面天线。按本发明微波摧毁蜂窝的方法摧毁目标蜂窝，效果十分显著。