CN103256857B - 一种集束电磁波发射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集束电磁波发射器，包括发射器主体、储能电池、高压变电装置、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器、开关及保险系统；所述储能电池与高压变电装置连接，高压变电装置与发射器主体连接，高压变电装置产生的高压电能供给发射器主体工作使用；液冷系统与发射器主体连接，用于给发射器主体降温；所述波束聚焦系统和可见光束瞄准器设于发射器主体的出射端；所述开关和保险系统设于发射器主体上。本发明的集束电磁波发射器利用红外、毫米波、微波段的电磁辐射，辐射能量高度集中，导向目标准确；采用脉冲发射，功率密度高而能耗低，能源储备容易，整套装置便于携带，无污染，无公害，非致命性。

Description

一种集束电磁波发射器

技术领域

本发明涉及高能集束电磁波技术领域，具体涉及一种集束电磁波的发射器，用于防暴、反恐、治安、执法管理等领域。

背景技术

在防暴、反恐、治安等执法管理领域，执法人员传统的，使用行之有效的防暴设备有多种类型，如高压水枪、橡胶子弹、高压电棒、催泪瓦斯、辣椒水、麻醉飞针等，这些传统的设备具有以下的不足之处，一是不环保，如辣椒水、水枪、催泪瓦斯等，使用之后会在现场留下痕迹，或者浪费水资源，或者有空气污染物；二是容易对人造成过度伤害，如橡胶子弹，虽然其威力已被大大减小，但如果射中人体的脆弱部位，也容易造成巨大伤害，麻醉飞针也是这个道理，高压电棒也具有相当高的危害性；三是所受伤害不易治疗和恢复，或者康复时间长。

现有技术中，对于用于军事用途领域的武器，鉴于其高杀伤性，通常不能直接用于防暴、反恐、治安等执法管理领域中。发明的技术与軍用技术存在根本区别，军用技术讲究杀伤性，本技术不具有杀伤性，只用于制服、驱趕生物目标（人类或动物），对生物目标具有栏截和剌激裝置的作用。此外，跟据现有技术的启示，对于红外、毫米波、微波段的电磁辐射，尤其是方向性强的受激电磁辐射，如果受辐射的目标靶是有机物质，将产生灼热乃至炭化燃烧的结果。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种非致命、环保、节能、廉价的集束电磁波发射器，用于防暴、反恐、治安、执法管理等领域。

为实现本发明的的目的所采用的技术方案为：一种集束电磁波发射器，包括发射器主体、储能电池、高压变电装置、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器、开关及保险系统；所述储能电池与高压变电装置连接，高压变电装置与发射器主体连接，高压变电装置产生的高压电能供给发射器主体工作使用；液冷系统与发射器主体连接，用于给发射器主体降温；所述波束聚焦系统和可见光束瞄准器设于发射器主体的出射端；所述开关和保险系统设于发射器主体上。

本发明的集束电磁波发射器利用红外、毫米波、微波段的电磁辐射，尤其是方向性强的受激电磁辐射，把辐射能量高度集中起来。正是利用这种具有高度指向性的、高功率密度的电磁辐射，在一个十分小的局部区域，使目标靶瞬间达到高温。如果，目标靶是有机物质，将产生灼热乃至炭化燃烧的结果。该项技术的优点是：辐射能量高度集中，导向目标准确；采用脉冲发射，功率密度高而能耗低。能源储备容易，整套装置便于携带。无污染无公害。

优选的，所述发射器主体、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器和开关相互连接固定为一体的结构。

优选的，所述储能电池、高压变电装置和保险系统相互连接固定为一体的结构，该结构为背包状，并具有背带。

优选的，所述高压变电装置与发射器主体之间通过随时插拔的柔性线缆连接。

优选的，所述发射器主体射出的电磁波频率为10⁹Hz～10¹²Hz。

优选的，所述发射器主体射出的集束电磁波的峰值功率大于1000W/cm²。

优选的，所述集束电磁波发射器安装于车载系统上。

现对现有技术，本发明的有益效果在于：

(A)本发明利用受激发射的电磁波具有高度的方向性，或者超高频电磁波、微波能够较易集束和聚焦的特点，把产生的高功率密度波束射向目标，只要标靶是有机物质，这些炭水化合物都能吸收这个波段的电磁波，并将产生灼热乃至炭化燃烧的结果。因此，可以利用这个特点，在执法过程中，在避免接触的有效距离内，使聚众闹事者、不法分子、暴徒……受到皮肤烧灼疼痛的惩戒，或逃离或被制服。

(B)本发明可制成便携式轻便装置，也可做成车载装置。为执法军警提供一种全新的执法工具，充实防暴反恐武库。（国际使用行之有效的防暴设备已有多种类型：高压水枪、橡胶子弹、高压电棒、催泪瓦斯、辣椒水、麻醉飞针……..）其具有特点：非致命的、环保的、节能的、廉价的。

（C）本发明可专门用于防暴、反恐、执法等领域。对于那些聚众闹事的暴徒、不听警告的违法犯罪分子，可以作为目标靶，发射脉冲式的高功率密度的电磁波，使目标靶在瞬间产生高温烧灼性疼痛。用以驱散暴徒、制服犯罪分子。它的优点是：仅仅是产生烧灼性疼痛，但不会危及生命。

附图说明

图1为本发明电磁波发射器实施例一的结构示意图

图2为本发明电磁波发射器实施例二的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例一

如图1所示，集束电磁波发射器的一种实施例结构示意图，包括高功率小发散角的受激电磁波振荡器——发射器主体2、储能电池1、高压变电装置、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器、开关及保险系统。

储能电池1供应高压变电装置，变电装置产生的高压提供给电磁波振荡器2，使之产生受激的集束电磁波并发射出去。按目标靶的距离调节波束聚焦系统，用可见光束瞄准器对准目标，液冷系统及保险开关系统用于保证装置的安全、可靠、稳定使用。

发射器主体2与液冷系统、波束聚焦系统、瞄准器、开关等集成为一体，稳固而抗震；整个装置可手持，可肩背，使用灵活。如图1所示，发射器主体2的前端为集束电磁波的出射口7；发射器主体2的中端下侧设有手托柄6、瞄准导向光开关4和发射开关5，瞄准导向光开关4和发射开关5一同设于后把手处；发射器主体2的前端上侧设有瞄准导向器3，用于辅助可见光束瞄准器做瞄准动作。

储能电池1与高压变电装置及保险系统集成为一个储能包。可以手提，可以肩背，具有背带9；储能包与发射器之间有可随时插拔的柔性线缆8连接，柔性软线缆8连接在发射器主体2的末端处。

产生的集束电磁波的波段范围是:波長为10⁷nm～10⁴nm=1cm～10μm，对应频率为10⁹Hz～10¹²Hz，属微波至红外频段。本实施例的有效射程为2至20m，通过红外聚焦透镜的调节可有效控制射程范围；或通过控制发射功率大小来控制射程范围。另外，发射器主体2的长度设计为1.2m，直径为6cm，瞄准导向器3的长度设计为10cm。

本实施例的操作使用方法：到达现场,当需要使用时,打开①储能/冷却系统的开关，以及保险系统；确需马上使用时，打开瞄准导向器开关；看到瞄准光点已对准目标后，随即扣动集束发射开关(扳机)，一般只需扣住0.2秒--1秒，目标必定逃离原来位置；可立即放松扳机，准备寻找下一个目标，等待激发。任务完成后，确认事态已经暂时平息，即可把储能/冷却系统的开关关闭。

实施例二：

如图2所示，集束电磁波发射器的另一种实施例结构示意图，包括高功率小发散角的受激电磁波振荡器----发射器主体2、储能电池1、高压变电装置、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器、开关及保险系统。发射器主体2的前端为集束电磁波的出射口7，发射器主体2的前端上侧设有瞄准导向器3，用于辅助可见光束瞄准器做瞄准动作。本实施例的集束电磁波发射器安装于车载系统上。

本实施例集束电磁波发射器产生的高能朿电磁波的波段范围是:波長为10⁷nm～10⁴nm=1cm～10μm，对应频率为10⁹Hz～10¹²Hz，属微波至红外频段。本实施例的有效射程为50m。

上述实施例一和实施例二的工作原理是：

1.利用Pb蓄电池或Li蓄电池作为轻便储能电池。在正常情况下，被充一次电（约8小时），可以待机10天----30天；在执勤时，扣动扳机100次，一般每次持续扣动扳机的时间小于1至2秒，完全可以继续正常发射。执勤后,插上220V交流电源充电8小时即可待机备用.无污染,无耗材,省能源,最环保。

2.利用开关振荡器把储能电池的低电压提升至10KV量级的高电压，采用脉冲式或连续式激励电磁振荡器，使之产生受激发射，形成极小发散角的高功率集束电磁波辐射，即发散角小于5mR，功率宻度大于1000W/cm²的集束辐射。

3.利用人体（生命体有机物）皮肤组织对中红外、远红外、微波波段的高度吸收，把电磁波的能量转化为热。从而产生烧灼疼痛的极其难受的感觉。

本发明的集束电磁波发射器作为新型的防暴装置,相对比于现有技术，具备许多优点：

1.射击点十分准确，采用可见光束作为瞄准器;误差<3cm。由于出射的红外波段由磁波束已超出人眼視覚范围,故需用可見光束(例如可使用530nm的绿光或650nm的红光)作为导向瞄准点，误差<3cm，在2米--20米距离内,红外集束射击点与可見瞄准点之间的误差，是在校正过程中产生的最大人为误差；

2.瞬间烫伤皮肤,感觉极其难受，射束峰值功率>1000W/cm²，马上产生逃避意识,心理威胁很大；

3.工作时只消耗电能,不产生任何环境污染；

4.重量轻,易储存,携带方便,使用简单,维护费用极低；

5.造价低廉,维修简易；

6.在不同场合、不同距离、不同对象，还可以按需要改变束射能量参数,以便取得最佳效果.可以用于监狱及各种场所的执法过程；

7.本发明是使用微米波段的红外电磁波，波段范围为10⁷nm～10⁴nm=1cm～10μm，更加高度集束在一个数十毫弧度级的立体角范围内,指向性极高的集束定向电磁能輻射。射击瞄准更精确，受伤面积更小，灼痛感更強烈，相对而言也更节能，便携移动；

8.伤面积范围不大，射束发散角<5mR；烧伤面积仅达1-2cm²，事后易于治疗；不会像橡胶子弹之类会造成肢体筋骨的损害或者甚至击中要害而致命,更不易危及生命。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (1)

1.一种集束电磁波发射器，其特征在于：包括发射器主体、储能电池、高压变电装置、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器、开关及保险系统；所述储能电池与高压变电装置连接，高压变电装置与发射器主体连接，高压变电装置产生的高压电能供给发射器主体工作使用；液冷系统与发射器主体连接，用于给发射器主体降温；所述波束聚焦系统和可见光束瞄准器设于发射器主体的出射端；所述发射器主体射出的电磁波为微米波段的红外电磁波；所述开关和保险系统设于发射器主体上；

所述发射器主体、液冷系统、波束聚焦系统、可见光束瞄准器和开关相互连接固定为一体的结构；

所述储能电池、高压变电装置和保险系统相互连接固定为一体的结构，该结构为背包状，并具有背带；

所述高压变电装置与发射器主体之间通过随时插拔的柔性线缆连接；

所述发射器主体射出的电磁波频率为10⁹Hz～10¹²Hz；

所述发射器主体射出的集束电磁波的峰值功率大于1000W/cm²；

所述集束电磁波发射器安装于车载系统上。