高功率微波武器技术综述
高功率微波武器
高功率微波武器高功率微波武器是一种利用高功率微波波段的电磁辐射来攻击、干扰或摧毁目标的装置。
它运用微波的能量来破坏目标的电子设备或系统，从而实现其战术或战略目标。
这种武器通常以电磁波形式工作，具有较高的功率和较宽的频率范围。
高功率微波武器可以用于军事领域，用来干扰或禁止敌方的通信、雷达系统，或者直接破坏敌方的电子设备。
它也可以用于执法或安全领域，用来干扰恶意使用无线电设备的犯罪分子。
高功率微波武器的工作原理通常是通过产生和放大微波信号，然后以辐射的形式传输至目标位置。
当微波辐射与目标的电子设备或系统相互作用时，会引发电磁干扰或破坏效应。
这些效应可能包括电磁波干扰、电路中断、设备损坏甚至系统的失效，使目标无法正常运作。
尽管高功率微波武器具有许多潜在的应用领域和战术优势，但其使用也存在一些争议和法律限制。
使用高功率微波武器可能对目标及其周围环境造成意外的伤害或干扰。
因此，在使用高功率微波武器时需要遵守相关的国际法律和人道法规。
总之，高功率微波武器是一种强大而复杂的技术装置，具有广泛的应用前景。
然而，使用这种武器需要审慎考虑其潜在的效果和法律限制，以确保正当使用和避免不必要的伤害。
高功率微波武器是一种利用微波辐射来攻击和破坏目标的武器系统。
其工作原理基于高功率微波（High Power Microwave，HPM）的技术。
HPM武器通过产生和发射大量的高能量微波辐射，将这些微波能量聚焦到目标上，从而引发目标中电子设备的破坏或故障。
它的工作过程可以简述为以下几个步骤：微波辐射发射。
HPM武器通过特定的发射机制产生高功率的微波辐射。
这些微波辐射可以来自特定频率的雷达系统、电波天线或其他高能量辐射源。
微波辐射发射。
HPM武器通过特定的发射机制产生高功率的微波辐射。
这些微波辐射可以来自特定频率的雷达系统、电波天线或其他高能量辐射源。
微波辐射导向。
产生的微波辐射通过导向系统，如聚焦器或波导，被引导到特定的目标上。
外军高功率微波武器发展综述
第2期2011年4月Journa l of CA EITV o.l 6No .2A pr .2011/新概念武器0专题收稿日期:2011-02-22 修订日期:2011-03-21外军高功率微波武器发展综述陶建义,陈 越(中国电子科技集团公司第51研究所,上海 201802)摘 要:介绍了外军高功率微波武器的发展和应用,重点介绍了美国和前苏联的高功率微波弹和高功率微波定向发射型武器的典型装置及其主要性能和组成,讨论了其发展的关键技术;然后对目前人们关注的一些高功率微波武器在电子战、赛博战,以及其与无人机结合在未来战争中的新发展和应用趋势进行了简述。
关键词:高功率微波武器;微波弹;超级干扰机中图分类号:TN 97 文献标识码:A 文章编号:1673-5692(2011)02-111-06Develop ment of HP M W eapon for ForeignM ilitaryTAO Jian-y ,i C H E N Yue(T he 51st R esea rch Instit ute o f CETC ,Shangha i 201802,Ch i na)Abst ract :The develop m ent and application of the H P M w eapon for forei g n m ilitary are descri b ed .The typ-i cal i n stallati o ns ,m ain characteristics and co mpositi o ns o f the H P M bo m b a nd HP M directiona l trans m issi o n w eapon in the US A and the f o r m er Sov iet Union are presented w ith e m phasis .The deve l o pm e nt of the key technique forHP M weapon is disc ussed .The n t h e ne w devel o p m ent and appli c ati o n tendency of the i n terested HP M weapon i n E W ,cyber war a nd its co m bi n ation w ith UAS i n f u ture war are bri e fly i n tr oduced .K ey w ords :H P M w eapon;m icro w ave bo m b ;super ja mm er0 引 言高功率微波武器是集软硬杀伤和多种作战功能于一身的新概念电子武器系统,其在压制敌防空体系、干扰敌指挥控制信息作战、空间控制等方面具有诱人的军事前景。
微波武器技术综述
技术综述——微波武器微波武器又叫射频武器或电磁脉冲武器，它是利用高能量的电磁波辐射去攻击和毁伤目标的。
由于其威力大、速度高、作用距离远，而且看不见、摸不着，往往伤人于无形，因此，被军事专家誉为高技术战场上的“无形杀手”。
微波武器一般由微波发生器、天线、定向微波发射装置、控制系统等组成。
微波发生器用于发射微波电磁脉冲，天线将微波波束聚成方向性极强、能量极高的窄波束，定向微波发射装置将电子束的能量或爆炸的化学能量转换为微波能量。
微波武器通常在远距离上对军事目标和武器的光电设备进行干扰，在近距离上实施杀伤有生力量，引爆各种装药或直接摧毁目标。
高功率微波武器，指发射功率在100MW以上，它要求体积小，燃料的燃烧效率高，并可重复发射，在瞬间释放出高功率微波能量。
对军事目标能形成杀伤作用的微波电磁脉冲的功率密度一般为100W～1MW/m2。
微波作为武器使用，要求能在距微波辐射源0.1～1km以外达到这样的功率密度。
微波武器可用于攻击卫星、弹道导弹，巡航导弹、飞机、舰艇、坦克、通信系统以及雷达、计算机设备，尤其是指挥通信枢钮、作战联络网等重要的信息战的节点和部位。
使目标遭受物理性破坏，并丧失作战效能，其破坏的程度达到不能修复的程序。
根据核爆炸的电磁脉冲效应，对核武器加以改造，使其在爆炸时，将更多的能量转换为微波电磁脉冲，以这样的原理研制的微波武器属于战略微波武器。
根据激光效应和带电粒子束效应或利用普通炸药、火箭推进剂、碳氢化合物燃料燃烧时释放的化学能转换为脉冲电能，作为电子战压制武器，用于战役纵深内对武器系统电子设备的压制，以这样的原理研制的微波武器属于战术微波武器。
机载微波武器可通过微波天线对前方1km处的地面目标进行照射，利用微波电磁脉冲重复发射对付敌方通讯指挥系统。
微波武器可分为如下两大类：一、微波波束武器：这种武器主要是利用定向辐射的高功率微波波束杀伤破坏目标。
它能全天候作战，有效距离较远，可同时杀伤几个目标。
高功率微波武器技术综述
高功率微波武器技术综述高功率微波武器是利用非核方式在极短时间内产生非常高的微波功率以极窄的定向波束直接射向目标雷达等微波电子设备，摧毁敌方雷达等微波电子设备和杀伤敌方人员的一种定向能武器。
高功率微波源一般采用虚阴极振荡器，能产生吉瓦以上的高功率微波，微波源产生的微波经天线发射出去。
一、驱动源技术（一）脉冲形成线脉冲形成线（PFL）是传输线的一种，主要用来将高电压静电储能转换为一定脉宽、一定幅值的高电压脉冲，与普通的传输线最大的区别在于其可以产生高电压脉冲。
PFL是脉冲功率装置的重要组成部分，它的发展与应用，与脉冲功率技术联系紧密。
早期的脉冲功率装置，由于受电感、电容的限制，输出脉冲的脉宽较长，上升时间也较长，功率较低，如果直接连接负载，不但得不到高功率，而且负载往往也不能正常工作。
因此，人们将传输线引入脉冲功率装置，得到了脉宽为十纳秒到百纳秒量级，上升时间为一纳秒到十纳秒量级的脉冲高电压。
匹配阻抗和输出脉宽是脉冲形成线的两个重要技术参数，设计脉冲形成线的难点是保证其在额定电压内不被击穿。
随着人们对脉冲功率技术研究的不断深入，PFL在民用和军事领域的应用价值也变得越来越重要。
目前，最常用的PFL是同轴PFL和螺旋PFL。
同轴PFL 又分为两种：单同轴PFL和双同轴PFL。
一般来说，单同轴PFL的同轴结构由两个互相绝缘的同轴直导体筒构成，其中外筒接地，内筒与充电电源相接；而双同轴PFL的同轴结构由三个相互绝缘的同轴直导体筒构成，其中外筒接地，内筒通过一定电感与外筒相接，中筒与充电电源相接。
双同轴PFL 也被称为Blumlein线。
如果将单同轴PFL的内筒或者Blumlein线的中筒（有时还包括Blumlein线的内筒），换成螺旋线或螺旋带绕制而成的螺旋线筒，其他部分仍旧使用直导体筒，同轴PFL就变成了螺旋PFL。
与普通的同轴PFL相比，螺旋PFL拥有较高的特征阻抗，可以产生较长的脉冲，因此，使用了螺旋PFL 的脉冲功率装置可以产生更长的脉冲高电压。
高功率微波武器概述
高功率微波武器概述摘要：随着战争形式逐渐由机械化向信息化转变，未来条件下的战争必将是新形势下高度信息化的战争。
获取信息优势成为决定战争胜负的重要因素之一，在这种条件下，高功率微波武器应运而生,高功率微波武器是利用强电磁毁伤目标的定向能新概念武器,是正在研究发展的高新技术武器之一，具有作战效率高；作战效费比高；响应速度快；隐蔽攻击，低附带损伤等特点。
由于装载平台不同，高功率微波武器分为陆基、空基、天基三种。
本文将简单介绍高功率微波武器的原理，与传统武器的优势，关键技术，以及后续高功率微波武器的发展方向。
关键词：高功率微波武器；高功率微波源；脉冲驱动源1高功率微波武器原理高功率微波武器作为新概念武器，具有独有的技术特点，简单来说，高功率微波武器（HPMW）是通过发射峰值功率达到GW级、频率为1到300 GHz的强微波脉冲来毁坏敌方电子设备、烧毁武器结构和杀伤作战人员的一类新机理武器系统。
一般高功率微波武器由初级能源、脉冲功率源、强流电子束发生器、高功率微波器件和发射天线等组成，由跟踪瞄准引导设备进行定向，并由作战平台进行运载。
这种电磁波经高增益的定向发射天线变成高功率微波波束发射到目标表面后，通过“前门耦合”和“后门耦合”两种途径渗透到目标系统内部并影响其工作。
“前门耦合”是指通过目标的传感器或者天线系统进入其内部的情况；“后门耦合”泽室指感应电流通过孔、缝、窗口、单管、线缆等一切可能的途径渗透到目标系统内部的情况。
无论是前门何种耦合途径，都是要讲高功率微波能量导入到目标系统内部，破坏电子元器件，达到使元器件产生状态反转、被击穿，出现误码、抹掉存储信息的目的。
图1高功率微波武器对电子信息设备中电子系统的攻击表1 高功率微波对电子元器件的毁伤阈值2高功率微波武器的性能优势高功率微波武器的性能优势主要体现在以下方面：（1）打击速度快微波武器以光速攻击目标，从发射到击中目标所需要的时间极短，可在瞬间击毁空中的飞机和导弹。
电子对抗新概念高功率微波武器
图１ 高功率微波弹头结构框图
。
图２多脉冲重复发射装置原理图
表１ 杀伤机理及不同功率密度辐射时产生的效应
杀伤机理
辐射强度
效
应
（Ｏ．０ｌ～１）ｐＷ／ｃｍ２
可干扰雷达、通信、导航、敌我识别和计算机 网络的正常工作 可使雷达、通信、导航、敌我识别和计算机网
（０．０１～１）Ｗ／ｃｍ２
络的器件性能降低或失效，尤其会损伤或烧
７）具有高脉冲功率，对一 定距离上的目标可实现硬摧毁；
８）有可能成为未来战争的 撒手锏，特别是拦截巡航导弹和 各种精确制导武器，可发挥独特 作用；
９）攻击目标隐蔽、突然、杀 伤力大，能给敌．人造成较大的心 理压力。
４国外研究现状及军事应用 文献［２］、ＥＳ］大量列举了美
国和前苏联高功率微波源及武器 的研究现状。
速度快，可实现光速攻击，允许 后发制敌，只要瞄准目标即能命 中，有极高的命中率，射束指向 灵活，能快速改变指向，同时攻 击多个目标；
５）攻防兼备，既可以作为
· １３ ·
攻击武器，又可以防御反辐射导 弹，可根据具体情况灵活使用；
６）与核、化、生物武器相 比，射束能量集中，一般只对目 标本身某一部位或目标内的电子 设备造成破坏，避免大规模的杀 伤平民和破坏环境，因此，它具 有多功能、应用范围广、使用灵 活，又不受国际公约制约的优 势；
由于从７０年代以来，前苏 联的高功率微波源已获得迅速发 展，所以今天俄罗斯总体水平高 于美国，研制的小型便携式高功 率微波源可产生（０．１～１）ＧＷ的 峰值功率，脉冲重复频率为 １００Ｈｚ。利用现有技术研制出的 用于地面防空的陆基型高功率微 波发射系统样机，由微波脉冲功 率源、高功率微波源和配套的对 空监视雷达与指挥控制系统构 成。这些系统分载在三辆越野卡 车上，总质量为１３ｔ，可用于保 护重要的军事设施和指挥中心。 最近俄罗斯科学家研制成基于小 型强流加速器的微波弹，名叫 ＲＡＤＡＮ，比手提公文包还小， 约８ｋｇ，能激励出激光、Ｘ射线、 宽带ＲＦ和ＨＰＭ，脉冲宽度 ２ｎｓ，带宽１ＭＨｚ～５ＧＨｚ。它能 使汽车无法发动，破坏炸弹的电 子解保和点火线路。从事高功率 微波武器技术研究任务的有６个 研究单位，主要任务是由设在高
高功率微波武器
微波武器概述微波武器，也称射频武器。
一般由微波发生器、天线、定向微波发射装置、控制系统等组成。
微波发生器用于发射微波电磁脉冲，天线将微波波束聚成方向性极强、能量极高的窄波束，定向微波发射装置将电子束的能量或爆炸的化学能量转换为微波能量。
微波武器通常在远距离上对军事目标和武器的光电设备进行干扰，在近距离上实施杀伤有生力量，引爆各种装药或直接摧毁目标。
由于其威力大、速度高、作用距离远，而且看不见、摸不着，往往伤人于无形，与离子束武器、激光武器并称为三大定向能武器，因此，微波武器也被军事专家誉为高技术战场上的“无形杀手”。
1. 研发背景微波武器高功率微波武器的研发，源于20世纪60年代的东西方技术竞赛。
1962年7月，美国进行了当时最高当量，代号为“海星一号”的高空核试验。
当天夜里11点零9秒(夏威夷时间)，一枚140万吨当量的热核弹头在太平洋中部400千米的高空被引爆。
爆炸产生的大量高密度带电粒子沿着地球磁场向外迸发。
它们的回旋运动产生了一束微波脉冲，导致测量仪器失准。
爆炸所产生的极光带在洋面上空闪烁，照亮了整个夜空。
在距离爆点1 300多千米外的檀香(Honolulu)，脉冲不仅导致防盗警报器此起彼伏，路灯也纷纷熄灭，最后连供电线路也跳闸瘫痪了。
当时冷战双方的军事决策层，发现了这次实验中电磁脉冲的破坏潜能，并展开了一场利用这种潜力制造非核武器的竞赛。
随后，美国、苏联、英国等都做了大量的微波武器研制工作。
2.作用机理从杀伤机理上看，高功率微波武器具有电效应、病效应和热效应，既能杀伤人畜，又能破坏武器的电子设备，即具有软/硬杀伤能力。
对电子电气设备的破坏机理高功率微波辐射效应从低到高可以大致划分为三级。
第一级, 类似于超级干扰系统, 高于当前战场使用的干扰系统功率, 能完全压制敌方通信和雷达系统; 第二级, 功率达到足够破坏敌方电子系统中的微型电路; 第三级, 类似于家用微波炉,功率高到能够加热目标。
高功率微波及其效应研究进展综述
电真 空技 术 、 传统微 波技 术相 结合 的产 物 。
高功 率微 波是 频 率 在 ３ ０ ０ ＭＨｚ ￣３ ０ ０ ＧＨｚ 之 间 的 高功 率 电磁波 。根据 ＨＰ Ｍ 器 件输 出微 波 频谱 特 性 可 划分 为 窄带 （ Ｎ Ｂ ） 高 功率 微波 源和 超宽 带 （ ＵＷＢ ） 源。
波效 应 的基础 。
１ 高 功 率微 波 技 术
１ ． １ 高功 率微 波的毁 伤 机理
进 入到 电子 系统 内 的微 波耦 合 到 电子 器件 的方 式 主要 是检 波作 用 、 寄 生振 荡 、 非 线 性 响 应 和 交 调作 用 ， 可使 系统 失效 或损 坏 。半导 体器 件在 短微 波脉 冲作 用 下 的 主要 失效 机 理为热 二次 击穿 ， 相对 雪 崩击 穿而 言 ， 前者 是 不可逆 毁 伤过程 ， 与 脉 冲宽度 和平 均功 率有 关 。
影响， 总结 了高功 率微 波 效应 的研 究现状 。
关键 词 ： 高功率微 波 ； 效应； 研 究进展
中 图分类 号 ： ＴＮ９ ７ ； Ｔ Ｎ０ １ １
文献 标 识码 ： Ａ
Ａ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ Ｈ ＰＭ ａ ｎｄ ｉ ｔ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
第２ ９卷第 ３期
航பைடு நூலகம் 电子对抗
１ ５
高 功 率 微 波 及 其 效 应 研 究 进 展 综 述
杨会 军 ， 李文魁 ， 李 锋
（ 中国航 天科 工 集 团 ８ ５ １ １研 究所 ， 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ）
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高功率微波武器技术综述高功率微波武器是利用非核方式在极短时间内产生非常高的微波功率以极窄的定向波束直接射向目标雷达等微波电子设备，摧毁敌方雷达等微波电子设备和杀伤敌方人员的一种定向能武器。
高功率微波源一般采用虚阴极振荡器，能产生吉瓦以上的高功率微波，微波源产生的微波经天线发射出去。
一、驱动源技术（一）脉冲形成线脉冲形成线（PFL）是传输线的一种，主要用来将高电压静电储能转换为一定脉宽、一定幅值的高电压脉冲，与普通的传输线最大的区别在于其可以产生高电压脉冲。
PFL是脉冲功率装置的重要组成部分，它的发展与应用，与脉冲功率技术联系紧密。
早期的脉冲功率装置，由于受电感、电容的限制，输出脉冲的脉宽较长，上升时间也较长，功率较低，如果直接连接负载，不但得不到高功率，而且负载往往也不能正常工作。
因此，人们将传输线引入脉冲功率装置，得到了脉宽为十纳秒到百纳秒量级，上升时间为一纳秒到十纳秒量级的脉冲高电压。
匹配阻抗和输出脉宽是脉冲形成线的两个重要技术参数，设计脉冲形成线的难点是保证其在额定电压内不被击穿。
随着人们对脉冲功率技术研究的不断深入，PFL在民用和军事领域的应用价值也变得越来越重要。
目前，最常用的PFL是同轴PFL和螺旋PFL。
同轴PFL 又分为两种：单同轴PFL和双同轴PFL。
一般来说，单同轴PFL的同轴结构由两个互相绝缘的同轴直导体筒构成，其中外筒接地，内筒与充电电源相接；而双同轴PFL的同轴结构由三个相互绝缘的同轴直导体筒构成，其中外筒接地，内筒通过一定电感与外筒相接，中筒与充电电源相接。
双同轴PFL 也被称为Blumlein线。
如果将单同轴PFL的内筒或者Blumlein线的中筒（有时还包括Blumlein线的内筒），换成螺旋线或螺旋带绕制而成的螺旋线筒，其他部分仍旧使用直导体筒，同轴PFL就变成了螺旋PFL。
与普通的同轴PFL相比，螺旋PFL拥有较高的特征阻抗，可以产生较长的脉冲，因此，使用了螺旋PFL 的脉冲功率装置可以产生更长的脉冲高电压。
（二）Tesla变压器Tesla变压器是一种工作在双谐振模式下的脉冲变压器。
其原理如图所示，首先常规交流变压器T1将输入的市电升压对储能电容器C1充电；G为火花开关，当储能电容器C1上的电压达到一定值时，火花开关导通，通过Tesla变压器T2升压对次级电容器C2充电。
一般交流变压器T1将电压提升到12-50kV，Tesla变压器T2能够将电压再次提升到200kV-1MV。
Tesla变压器是由两个隔离的相互感应的相关振荡回路组成的系统，与一般脉冲变压器不同的是，该系统的初级储能和次级负载均为电容，且工作在自由振荡状态下，L1C1=L2C2使两个回路具有相等的固有振荡频率。
在脉冲功率技术中，Tesla变压器主要用来对脉冲形成线充电，以代替采用多级火花间隙开关的Marx发生器。
与Marx 发生器相比，Tesla变压器具有体积小，能量传输效率高，容易实现重复频率运行等特点。
目前，为提高脉冲功率系统的性能，脉冲变压器正向高功率、高电压、高变比的方向发展，同时还希望脉冲变压器具有重量轻、体积小、价格低、效率高和长寿命等特点。
（三）高功率开关高功率开关用于实现高功率电脉冲传输路径的切换。
它不仅对脉冲功率装置的输出特性具有决定性作用，甚至是脉冲功率系统成败的关键。
脉冲功率技术研究中，不仅要求高功率开关能够传输数十兆瓦到太瓦级的功率。
还要求其时间抖动在纳秒范围。
高功率开关通常工作在较高功率水平下，导通和关断过程均受控的全控开关通常仅在GW级以下的重复频率脉冲功率系统中有少量应用。
因此，通常按照其功能，将高功率开关分为两个大类：（1）闭合开关（closing switch）：初始状态，开关阻抗为高阻，阻断电流使其不能向负载传输；开关动作时，开关阻抗变换为低阻，使电流通过开关及其后的传输结构向负载馈送高峰值电流。
该类开关适用于电容储能电路。
（2）断路开关（opening switch）：初始状态，开关阻抗为低阻，使电流通过开关流过与负载并联的旁路放电回路，使其不能向负载传输；开关动作时，开关阻抗变换为高阻，是电流通过不能通过开关所在的放电旁路，切换进入负载所在的放电回路，向负载馈送高峰值电流。
该类开关适用于电感储能电路。
高功率开关通常包括电极、工作介质、壳体和引出结构三部分。
开关电极一般采用黄铜、不锈钢、铜钨合金等导电性能良好的金属或合金材料制成，一只高功率开关至少包含一对电极（通常简称主电极），部分电脉冲触发型开关还有触发电极（图1）。
多级开关使用多个电极，其两端与引出结构相连的电极称为主电极，其余夹持在两个主电极之间的电极称为中间电极。
高功率开关的工作介质是填充在电极之间的气体、液体或固体材料，真空也是高功率开关常用的一种工作介质。
对于闭合开关，工作介质初始状态是绝缘体或高阻抗介质；开关动作时，工作介质被击穿或由高阻抗状态转变为低阻抗状态。
开关壳体用于容纳工作介质，通常由绝缘材料制成，少数类型的断路开关采用电极作为壳体。
开关引出结构用于实现开关电极与电路的连接，采用导电性能良好的金属或合金材料制成。
二、微波源技术（一）磁绝缘线振荡器磁绝缘线振荡器（MILO）是一种新型相对论正交场器件，它可以看成是直线型相对论磁控管，但它与相对论磁控管不同的是，利用阴极大电流产生的自身磁场来阻止电子流直接打上阳极，而不需要借助外加磁场实现磁绝缘，因此它是一种自绝缘型器件，电子在电场和自身磁场作用下沿轴向漂移。
MILO的优点是阻抗较低，因此能够在相对低的电压下得到较高的功率。
MILO的这一特点还使它可以较好地与低阻抗脉冲功率源匹配；另外，由于MILO不再需要外加磁场，使得系统设计和制造得到了简化，降低了成本。
MILO的局限性在于它的效率低，这一方面是由于磁绝缘需要一定的电流直接打上收集极，这部分电流没有参与互作用，造成电流损失；另一方面是由于微波提取效率低，主要是因为从群速为零的模提取功率十分困难，微波能量是通过边缘场提取而不是通过波的纵向传输提取的，因而，当在慢波线最右端（下游）提取微波功率时，只有右端的几个腔对产生微波辐射有贡献，而与上游方向的腔的个数关系不大。
（二）相对论返波管返波管本质上是一种将电子束的动能转变为电磁能的微波源。
传统返波管由于功率小，基本上已被固体器件取代，而相对论返波管则相反，不仅得到了高度重视，成为相对论电子注器件最重要的一员，而且是最早出现的高功率微波源，1970年出现的相对论返波管标志着高功率微波时代的开始。
相对论返波管(简称RBWO)是一种利用环形相对论电子束与周期性慢波结构相互作用,产生自身振荡和放大的高功率微波器件，能够在厘米、毫米微波波段产生几百MW乃至超过1GW的微波脉冲辐射,并能够实现脉冲重复频率工作。
相对论返波管由于其高功率、高效率和适合重复频率工作等特点而受到人们的重视，它是输出功率能够超出10GW 以及在GW量级功率电平上能够实现100Hz-200Hz重复频率运行的少数高功率微波器件之一，因而在高功率微波技术中占有重要地位。
提高相对论返波管效率的方法可以是增加慢波结构输出段的波纹深度可以提高耦合阻抗；也可以同时使引导磁场在输出段沿轴向逐渐降低，使电子束更靠近慢波线内壁，进一步增加束波之间的耦合；还可以改变慢波结构的周期以逐渐降低波的相速，以保持与因不断使去动能而速度下降的电子束之间的同步。
理论和实验都证明，这些措施可以使相对论返波管的效率从15%提高到45%，甚至65%以上。
在返波管中，慢波线的电子枪端微波场最强，因而截止波导由于半径相对较小最易引起高频击穿。
为了避免这一现象的发生，人们提出可以用一个称为布拉格腔或布拉格反射器的谐振腔来代替截止波导。
该谐振腔对相对论返波管的工作模式（通常为TM01模）产生反射而在腔中激励起另外的模式，如TM02模，该模式还可以起到对电子束进行预调制的作用。
在相对论返波管中填充等离子体可以提高束波转换效率也已被实验所证实，在束流为70A-200A时，填充等离子体可使返波管的效率从20%提高到40%；将束流提高到2000A时，效率从5%提高到40%。
相对论返波管具有可以宽带调谐、谱线窄、功率大、效率高的特点，使它适合于雷达及电子干扰等应用，也可以作其他高功率微波放大器的推动源。
三、天线与馈线技术（一）天线技术工作于米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线，统称为微波天线。
微波主要靠空间波传播，为增大通信距离，天线架设较高。
在微波天线中，应用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。
对工作于微波波段天线的要求：（1）机械强度及运用可靠性要高；（2）天线的尺寸和重量要小；（3）天线与馈线要匹配，而且易于调谐；（4）天线的制造和装配要简便，成本要低。
由于地形和环境地的影响，天线接收到的电磁波是有效直射波，还是反射绕射波或是它们的叠加，其结果决定了接收点处的场强幅度和相位，并直接影响天线的应用效果。
因此，对于天线的安装也有一定要求，选择天线架设位置通常应注意以下几个方面。
（1）天线的发射或接收方向应尽量避开障碍物：例如楼房、铁塔、桥梁等高大建筑物，以免因电磁波反射、折射造成对通信极易产生影响的多径干扰。
（2）天线架设地点应尽量远离干扰源：例如高压线、飞机航线、人口稠密区、公路等，减少或避免可能产生的对微波通信的干扰；也尽可能减少微波通信系统对外界的干扰。
（3）天线应尽量架设在附近的置高点：根据微波传输的特点，这样可以增加通信距离，并可以获得相对较好的通信质量。
（4）如有几副天线同在一个铁塔上工作，应特别注意它们之间左右和上下的间距以及工作频率，以防相互耦合影响系统性能。
（二）馈线技术馈线系统是在天线和收发信机之间用于传输信号的系统。
在微波接力通信站，为了保证信道的畅通，天线往往需要架设在楼顶或铁塔顶端。
这样，天线与收发信机之间，要采用数米乃至几十米的馈线来连接。
因为馈线传输的是微波信号，所以又可称其为微波传输线。
馈线系统定义：由波导、旋转关节、收发开关等各种微波部件连接组成的系统称为馈线系统。
馈线系统连接在发射机、接收机和天线之间。
馈线系统的作用是有效地馈送微波信号能量；当多波道公用天线时，还具有发端汇合、收端分离各波道微波信号的功能。
在发信端，发信设备输出的微波信号，经馈线系统输至发射天线，成为无线电波，沿指定方向发射出去。
在收信端，无线电波经接收天线输至馈线系统，成为微波信号，输至收信设备。
天线馈线系统包括天线和馈线、阻抗变换器、极化分离器、波道滤波器等。
馈线有同轴电缆型和波导型两种型式。
一般在分米波波段（2GHz），采用同轴电缆馈线。
在厘米波段（4GHz以上频段），因同轴电缆损耗较大，故采用波导型馈线。
波导馈线又分为圆波导馈线和矩形波导馈线两种。