商 鵬
(中國人民武裝警察部隊工程大學,陜西 西安710086)
微波,是一種高頻電磁波,波長范圍在0.01mm~1m之間。它可用特殊天線匯聚成方向性強,能量高的波束,在能空中以光速直線傳播。當前,關于高功率微波(High Power Microwave,HPM)頻率和功率的范圍有多種說法[1-3]。高功率微波可按頻譜密度分為窄帶、寬帶和超寬帶三類,其中窄帶和超寬帶技術發展得更為成熟。

表1 高功率微波的功率與頻率范圍
高功率微波武器是集軟硬殺傷和多種作戰功能于一身的新概念電子武器系統,其在壓制敵防空體系、干擾敵指揮控制信息作戰、空間控制等方面具有誘人的軍事前景。高功率微波武器,總的來說具有的特點:一是攻擊目標的速度是光速,作用距離遠,目標被照射后能瞬間予以毀壞;二是集軟硬兩種殺傷功能于一身,可用于陸基、海基、空基和天基,不僅可作為戰略防御武器,而且可用作多種戰術攔截武器系統;三是微波束比激光束寬,打擊范圍較大,因而對跟蹤瞄準的精度要求較低,有利于對近距離快速運動目標的跟蹤打擊;四是可重復使用,多次打擊,所消耗的僅僅是能量,因而費用低,效費比高;五是可在同一系統中實現探測、跟蹤以致毀傷的作戰能力。
微波武器可使人喪失作戰能力。這種威力就是微波對人體的非熱效應。微波能量使人體組織發熱,還可以在低能量級微波對人體造成危害,這便是生物體的非熱效應。科學家們近來的研究結果表明,低能微波對人的健康亦有危害,它能引起神經衰弱和心血管系統機能紊亂。即使極低頻的電磁場也能在生物體表面引起電荷和感應電熱,刺激肌肉神經。雖然微波的非熱效應不能立即消滅操作人員,但它能使操作人員迅速喪失操作能力,其作用也是不容否定的。
微波武器可致人死亡。這種威力也是人體對微波熱效應的一種。在強功率微波照射下,造成人體產生熱效應,出現皮膚灼熱、眼睛白內障、皮膚及內部組織嚴重燒傷和致死等現象,不僅在科學研究中得到證實,軍事上也有這方面的研究數據。美國陸軍醫學研究實驗室所做的強微波照射試驗表明,當微波能量密度達到0.5MW/cm2時,會造成人體皮膚輕度燒傷;達到20MW/cm2時,只需照射2秒,即可造成三度皮膚燒傷;達到80MW/cm2時,僅l秒就能使人喪命。

圖1 安裝在“悍馬”吉普車上的ADS

圖2 南非丹尼爾公司的微波武器
高能微波對器件的破壞原理就像近距離的雷電,極強的電磁脈沖通過“前通道”和“后通道”兩途徑進入電子設備。前通道指設備對外開放的天線等通道,強電磁脈沖被直接導向目標設備,而使其工作性能降低和完全失效。如果知道設備的接收頻率,甚至可以通過巧妙的設計,造成更大的破壞效果。后通道指設備的導線、動力電纜、電話線、失效的屏蔽部件甚至屏蔽箱上的孔洞,駐波能量通過它們耦合進設備內而造成破壞。
主動拒止系統(ADS)的功率較低,可作為非致命武器用于反恐行動。它發出的毫米波被人吸收后,會導致人體皮膚的生物反應和非致命疼痛。這種ADS還可以用米使車輛因引擎和控制系統故障產生制動,卻不會引起車上人員傷亡。該系統工作頻率95GHz,發射功率100kW。操作員通過裝在天線組件上的微光攝像機和熱敏成像儀瞄準目標,用操縱桿轉動天線,按下觸發器,以微波能量射束“射擊”目標。南非丹尼爾公司開發研制的微波武器,可以通過微波將人體皮膚內的水分子加熱到沸騰狀態,由此產生的劇痛足以讓任何試圖接近的敵人迅速逃離。而當你脫離微波束的作用半徑后,一切便會恢復正常,不會有任何殘留的疼痛感。
無論從技術上還是結構上來講,高能微波彈比較簡單,易實現,是今后發展的重點。根據脈沖能源的不同,微波彈可分為核爆激勵型和高能炸藥激勵型兩種。美國有多種可攜帶微波彈頭的機載空投炸彈,在1991年的海灣戰爭中它利用“戰斧”巡航導彈作為載彈平臺投擲了實驗室的微波炸彈[5],并在科索沃戰爭中再次用其作為對南聯盟實施信息打擊的主要武器之一。俄羅斯在1994年前后開始試驗各種用途的小型爆炸激勵的微波炸彈,小到單兵投擲的手榴彈,大到火炮發射的155mm口徑的炮彈。除美、俄以外,正在研制或引進微波炸彈技術的國家和地區還有英國、法國、澳大利亞、瑞士、韓國、日本、印度、德國和臺灣等。

圖3 美國利用多級爆炸磁能量壓縮器制成的MK84HPM炸彈結構
美國雷聲公司的“警惕之鷹”(Vigilant Eagle)機場保護系統旨在利用高功率微波系統提高防空能力,打擊從肩扛式地對空導彈到巡航導彈等一切來襲物體。這種陸基式和機載系統以有源電掃描陣列雷達技術為基礎進行建造,利用該型雷達的能力將一束集中的雷達能量波束投射到導彈上擾亂其電子制導裝置。系統的工作頻率為“移動電話”頻段.頻率和波形都經過精心選擇,以便在照射到己方飛機時不影響己方飛機工作。
[1]蔣琪,等.高功率微波導彈發展現狀分析研究[J].航天電子對抗,2013,29(5):4-7.
[2]李巍,等.微波武器對彈載制導電子接收機的毀傷分析[J].信息與電子工程,2012,10(6):685-688.
[3]倪國旗,等.高功率微波武器系統綜述[J].火力與指揮控制,2007,32(8):5-9.
[4]阮擁軍.定向神鞭:微波武器[M].北京:解放軍出版社,2001.
[5]龐維強,等.非致命武器在反恐中的應用進展及發展趨勢[J].國防技術基礎,2009(3):48-52.