高功率微波

美国实力

美国作为超级军事大国 ， 在高功率微波的研究方面投资最多 ， 每年仅花费在脉冲源 上的投资就达数亿美元。1999 年定向能局与国际电话电报公司签订了一项 1 400 万美 元的合同 ， 进行高功率微波源、超宽带天线、先进概念和材料物理等方面的研究。美 国空军研究实验室正在进行一项称为“定向能战术机载作战”的研究。其中最有作战 效力的就是高功率微波无人飞行器。在美国空军协会的 2002 年大会上 ， 洛克希德· 马 丁公司负责先进项目的副总裁尼尔称 ， 高功率武器与无人机或巡航导弹综合作战的技 术已经可行。它把高功率微波武器装在无人飞行器上 ， 主要对付防空导弹、雷达、车 辆 ， 烧坏敌方武器关键装置的电子部件。这种无人机可飞到敌占区内进行更为精确的 打击 ， 减少了长距离所需的高功率微波发射能量和执行危险任务的人员的伤亡。空军 准备在 2012 年将此类高功率微波武器放到无人作战飞机上。《美国空军 2025 年战略 规划》的研究报告在未来武器构想中提出发展空基高功率微波武器 ， 要求这种武器对 地面、空中和空间目标具有不同的杀伤力。它用低轨道(500～916 km) 的一组卫星站把 超宽带微波投射到地面、空中和空间目标上 ， 在一个几十到几百米的范围内产生高频 电磁脉冲 ， 摧毁或干扰目标区内的电子设备 ， 而且具有一定的气象修正能力。 美国 各军种对微波武器都有特殊的要求。陆军提出战术微波武器要能装在大型履带战车上 ， 而且要把定向性极高的天线装在直立的桅杆上 ， 以利于最佳瞄准。空军要求微波武器 体积小 ， 并采用专用天线。海军的舰载微波武器要求具有高功率、大天线和远的作用 距离。可以看出 ， 海军对微波武器在重量、空间和功率等方面提出的限制条件较小。 因此 ， 海军的微波武器极有可能在未来 20 年内首先投入作战使用。


俄罗斯实力
长期以来俄罗斯的多种高功率微波技术研究处于世界领先地位。俄罗斯在高 功率微波方面的主要技术成就有 ： ①在等离子体加热用的回旋管方面达到了 高峰值功率 ; ②研制了驱动高峰值功率和高平均功率源的小型、重复脉冲功 率源 ; ③开发了用于回旋管的高效耦合器和 GW 级结构的输出耦合器。 俄罗 斯科学家比较执著 ， 对某一技术的设计总是努力使其精巧和优化 ， 他们对 美国人放弃的磁绝缘振荡器进行了有效的研究 ， 并使其成为最有发展前途的 高功率微波源。俄罗斯在 20 世纪 50 年代就开始研究电磁脉冲的效应和军事 应用。70 年代以来高功率微波源已获得迅速发展 ， 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 100 Hz。利用现有技术 研制出的陆基防空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 ， 分载于三辆越野卡车上 ， 总重量为 13 t ， 可用于保护重要的军事设施和指挥中心。1992 年俄罗斯研制 的 NAGIRA 雷达 ， 发射功率300 MW、工作频率 10 GHz、脉宽 5 ns、重复频 率 150 Hz ， 能跟踪 150 km 以外的高度低于 50 m 的直升飞机。俄罗斯在微波 弹小型化技术方面有许多独到之处。俄罗斯早在 10 年前就拥有微波弹 ， 瑞 典和澳大利亚军方都买过的俄罗斯早年制造的可装入手提箱的电子炸弹可发 射 10 GW 脉冲。据美国报道 ， 俄罗斯在前几年已为 SS - 18 洲际导弹装备了 电磁脉冲弹药。2001 年的利马海事和宇航展览会上 ， 俄罗斯展示了两种射频 武器 ， Ranets - E 和 Rosa - E。前者为射频火炮 ， 是一个射频可变的防御系 统 ， 输出超过 500 MW ， 工作在厘米波段 ， 产生 10～20 ns 的尖脉冲 ， 能 在 60°扇形里使 10 km 范围内的高精度制导武器 失 效 ; 后 者 也 工 作 在 厘 米 波 段 ， 重 600 ～1 500 kg ，可安装在飞机上用于降低敌方雷达系统性能 ， 射程达到 500 km。

非致命性定向能武器 非致命性定向能武器是一种针对人的高功率微波武器 ，由美国 空军研究实验室及国防部联合非致命武器管理局共同开发 ，10 年的投资为 4 000 万美元。其原理是用一个发射机向一个固定 目标发射一束窄能量波 ，以光速抵达目标并穿透人体肌肤约 01397 mm ，几秒钟内就使人感到一种强烈的灼热和疼痛感 ， 从而使人放弃原有的意图。已经对不少动物和人进行了数千次 试验 ，研制工作高度保密。这种武器组装在高机动多用途轮式 车辆上 ，今后也可安装在飞机、舰船或其他平台上。有消息说 美国在阿富汗曾使用过使人晕倒但不致伤亡的微波枪。



实际上，近20年来，美国一直在进行微波武器研发， 研究的重点是高功率微波辐射源和杀伤机理。美国的一些 重要的发展计划都列入了微波发展项目。
非致命性定 向能武器
微 波 弹
主要 种类
电磁 脉冲 武器
基本 介绍 性能 发展
作用 效能
崛起 的 祖国
威力

1基本介绍 一种新型的非杀伤性武器--高功率 微波（HPM）武器已研制成功， 并可以随时投入战场使用。美军 之所以在对南联盟的空袭中没有 使用它，是因为想暂时保留这种 武器的神秘感，以便在未来的战 争中对付军事技术更先进的敌人。 这种被称为HPM的武器是由制导 炸弹或巡航导弹来进行投掷，当 飞到目标附近几米时，爆炸产生 的脉冲可以使计算机和通信设备 中的电路失效，或擦除计算机内 存。其作用距离在400米内，在天 气好时该系统的有效范围有足球 场大小，天气不好时范围会大大 缩小。

微波弹 美国在海湾战争中首次使用了实验性的高功率 微波弹头 ，装上这种弹头的海军战斧巡航导弹 导致伊拉克部分防空网失效。美国能源部、空 军、陆军都有微波弹药的发展计划 ，其中能源 部的 Balbora 就是爆炸磁压缩驱动虚阴极振荡器 的典型方案。空军前菲利浦斯实验室曾研制过 多种高功率微波武器的试验性装置 ，最成熟的 是压制敌防空系统的微波武器 ，用飞机在目标 上空投放微波弹 ，爆炸产生窄带的微波脉冲 ， 烧毁雷达接收机或防空系统内部灵敏部件。据 报道，美国国防部现至少有一种新型的非杀伤 性高功率微波武器随时可以参战。


高功率微波武器主要的攻击目标是雷达、通信、 导航、计算机 军用电子设备、武器控制及制导系统，能够击穿电子元件 ， 烧 毁敌方电子设备 ， 永久地损坏电子系统。由于高功率微波武器 几乎可以对付所有现代最先进的武器 ， 在的政治和军事形势下 越来越显示出极高的应用价值。高功率微波 高功率微波技术的高速发展 ， 使其在功率上已经达到了武器应 用的水平 ， 在军事领域的用途也越来越广泛。高功率微波武器 已经成为对付高技术兵器的新型武器系统 ， 成为现代电子武器 大家族中的佼佼者。据估计 ， 软杀伤、工艺或技术较为简单的 高功率微波武器可能很快问世 ， 但研制成功使其真正地用于实 战的高效能高功率微波武器还需要相当长的时间。我国的科技 工作者也应该清醒地认识到高功率微波武器的时代就要到来 ， 加快高功率微波武器的研究、开发和对高功率微波武器的防护。



高功率微波是指微波的脉冲峰值功率在 100 MW 以上 ， 频率在 0. 5～300 GHz 范围内的电磁脉冲。高功率微波武器是将高功率 微波源产生的微波经高增益定向天线辐射 ， 以极高的强度照射 目标 杀伤人员和破坏电子设备 ， 表 1 所示的就是不同功率密度的微 波辐射产生的效能。高功率微波武器通常的辐射频率在 1～300 GHz 范围内 ， 输出脉冲功率在 GW 级 ， 由能源、高功率微波 发生器、大型聚焦天线、跟踪瞄准设备和其他系统控制等配套 设备构成。 高功率微波武器技术在国外的研究现状及应用 在高功率微波技术方面 ， 国际上以美国和前苏联/ 俄罗斯为主 ， 20世纪80年代以后 ，英国也开始大力发展高功率微波技术。本 文主要对美、俄、英、法、德五国发展高功率微波武器技术研 究现状和发展动向进行简单的介绍。
2003年3月美国发动的伊拉克战争，美军第 一次使用了微波脉冲炸弹空袭了伊拉克国 家电视台，并造成电视台一段时间瘫痪。 高功率电磁波就使用数十亿美元来发展定向微波武器， 可以让个人目标致伤或者丧失行为能力。 美国的反电子高能微波先进导弹计划（CHAMP）就开 发一种非致命高能微波机载武器。它们只要装备在无人机 上，就能通过发射微波的方式导致敌人的电子设备失效。 另外一种就是微波人群控制系统，又称“主动拒止系 统”(ADS)，他可以让目标皮肤产生炽热感，从而丧失作战 能力。 虽然这种武器还是处于研发阶段，但是今年春天五角大 楼官员对美国媒体表示，美军已经在阿富汗部署微波武器， 它们甚至能够远距离引爆埋在路边的炸弹。
微波武器的起源

最早尝试将电磁波作为武器是二战时期，在雷达发明并成功应用于实战不久 就有人创造性的提出用电磁波去攻击对方飞机。到战争后期，当时的纳粹德 国为对抗处于绝对优势的盟军空中力量，其科学家提出用特大型聚焦天线将 电磁波汇焦后发射出去用来击毁盟军飞机。 纳粹德国曾经对此进行过相当系统的研究并取得一定成果，由于战争进 程太快，因此纳粹德国将其电磁波武器的资料通过潜艇送到日本。当时同样 饱受美军战略轰炸的日本早先也曾经对此做过研究，但由于自身技术实力实 在太差〔注：在二战几个主要国家中日本军事科技实力始终倒数第一）因此 始终没有取得任何进展。纳粹德国资料的到来当时给日本以巨大鼓舞，日本 人天真的认为自己得到一种足以改变战争进程的“超级武器”。按日本人的 设想，他们将制造一种直径达15米的抛光铝制圆形巨型抛物面天线（和今天 被称为“大锅”的天线类似）用来将电磁波聚焦后发射出去来击毁美军飞机。 但一方面由于美军全面封锁导致资源严重不足，而战争进程远远超出日本人 的预想。另一方面，日本人的技术实力实在无法全面理解纳粹德国提供的相 关技术资料，结果直到战争结束日本也始终没能取得任何实质性进展。 战后，纳粹德国电磁波武器的相关资料分别被美国和苏联获得，在此基 础上美、苏分别开始各自电磁波武器的研制工作，后来随着技术的进步，电 磁波武器最终发展为目前的微波武器。