淺析信息化戰(zhàn)爭中的“電子殺手”

摘要：現(xiàn)代戰(zhàn)爭具有前所未有的高技術(shù)特征，為打贏未來的高技術(shù)信息化戰(zhàn)爭，對各種新武器、新裝備、新技術(shù)的了解與研究是非常必要的。高功率微波作為電子進攻與防御的重要手段，因其具有的高速、靈活、隱蔽、高能量、攻防兼?zhèn)涞忍匦裕絹碓蕉嗟貞?yīng)用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭中。本文概述了高功率微波的發(fā)展及特點，闡述了其組成及工作原理，并分析了其破壞殺傷效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代戰(zhàn)爭；電子戰(zhàn)；高功率微波

中圖分類號 ： E93 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（B）-0000-00

高功率微波指頻率范圍在一至三百吉赫茲，發(fā)射功率在十幾或幾十吉瓦量級的微波輻射，是為適應(yīng)新概念電子戰(zhàn)的軍事能力需求而發(fā)展起來的較為成熟的一種定向能武器類型。

1 高功率微波的發(fā)展與特點

1.1 高功率微波的發(fā)展

自從20世紀初發(fā)明了利用柵極管產(chǎn)生較低射頻應(yīng)用之后，到20世紀30年代，利用諧振腔與電路相結(jié)合而構(gòu)成的反射速調(diào)管獲得了更高的射頻頻率；50年代，國外開展了控制熱核聚變產(chǎn)生能量的理論與實驗，促使人們更加深入地研究高功率微波的物理機理；60年代，脈沖技術(shù)的發(fā)展為產(chǎn)生高功率微波提供了性能良好的微波源；80年代，虛陰極振蕩器、相對論調(diào)速管放大器、相對論磁控管和返波管以及多波契倫科夫發(fā)生器等相繼研制成功，推動了高功率微波武器的發(fā)展，各軍事大國掀起了一場高功率微波武器的研制熱潮。

1.2 高功率微波武器的特點

（1）攻擊速度快，以光的速度攻擊目標，可進行遠距離進攻，瞬間毀壞被照射目標。

（2）適用范圍廣，空基、路基、海基均適用，既可以用于戰(zhàn)略防御，也可用于戰(zhàn)術(shù)攔截。

（3）打擊范圍大，對瞄準精度要求低，對跟蹤攻擊近距離快速運動的目標非常有利。

（4）經(jīng)濟效益高，由于該武器可重復(fù)使用，所消耗的僅僅是能量，更加經(jīng)濟、高效。

2 高功率微波武器系統(tǒng)的組成及工作原理

高功率微波武器又稱微波輻射武器或射頻武器，一般分為高功率微波定向發(fā)射系統(tǒng)、中功率超級干擾機和高功率微波彈等類型。

2.1 高功率微波定向發(fā)射系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成

高功率微波定向發(fā)射系統(tǒng)是由初級能源、脈沖功率系統(tǒng)（或稱能量轉(zhuǎn)換裝置）、高功率微波器件、定向發(fā)射裝置以及系統(tǒng)控制等配套設(shè)備構(gòu)成。

（2）工作原理

高功率微波發(fā)射系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)是脈沖功率系統(tǒng)，主要作用是把初級電能轉(zhuǎn)換成高功率強流脈沖相對論電子束。該系統(tǒng)的工作原理簡單來說就是：利用儲能元件電容器或電感器的能量轉(zhuǎn)換原理，將初級能源的電能儲存起來，在極短時間內(nèi)（千萬分一秒）將能量快速釋放出來，由此產(chǎn)生數(shù)兆伏的高電壓，此高壓加到冷陰極二極管上，產(chǎn)生高功率脈沖強流相對論電子束，用于推動高功率微波器件。

高功率微波器件采用相對論速度管、磁控管、返波管、行波管等，工作電壓可達數(shù)兆伏，工作電流達數(shù)十千安培，且利用相對論效應(yīng)增加了電子束與電磁波的相互作用空間，利用充等粒子體克服了空間電荷的影響，電子效率已達40%，理論效率可達80%。

定向輻射天線主要作用是將能量高度集中，把微波輻射電磁能聚焦成極窄的波束，以極高的能量強度發(fā)射出去攻擊目標，極大地破壞武器系統(tǒng)和損傷作戰(zhàn)人員；定向輻射天線不同于常規(guī)天線，因其必須具備高功率和短脈沖兩個基本特性，所以對天線的主要要求是高定向性、大功率容量、一定的帶寬和快速掃描等。

2.2 中功率超級干擾機

（1）組成

超級干擾機是由中功率微波加上脈沖波形構(gòu)成，脈沖必須是重復(fù)脈沖或幅度調(diào)制、頻率調(diào)制以及其他形式的脈沖波形。

（2）優(yōu)勢

中功率超級干擾機與常規(guī)電子干擾機相比，具有明顯優(yōu)勢：一是干擾功率明顯增強，與常規(guī)干擾機相比，干擾功率增強一千到一百萬倍，比雷達功率也要大得多，這樣就使得超級干擾機具備了強大的干擾能力；二是破壞能力顯著提高，除了能履行常規(guī)電子干擾機的職能外，還有可能燒毀電子元器件、集成電路、計算機芯片等，造成敵方電子設(shè)備的永久性損傷。此外，超級干擾機與高功率微波相比，更加便于采用各種先進的干擾調(diào)制技術(shù)，同時減小了功率消耗，使其更易實現(xiàn)。

2.3 高功率微波彈

（1）組成

微波彈的構(gòu)成與高功率微波定向發(fā)射系統(tǒng)有相似之處，都需要初級能源、高功率微波發(fā)生器以及天線，微波彈還需要高功率脈沖源。

（2）原理

微波彈主要功能就是產(chǎn)生定向輻射的高強度微波。首先利用化學(xué)爆炸或核爆炸驅(qū)動的磁通量壓縮器產(chǎn)生高功率的脈沖，這個脈沖再作為高功率脈沖源驅(qū)動高功率微波負載，這樣就獲得單次或連續(xù)的高功率微波，經(jīng)過調(diào)制后通過天線發(fā)射。微波彈的強度和作用時間可以系統(tǒng)控制。

3 高功率微波武器的破壞殺傷效應(yīng)

高功率微波武器作為脈沖峰值功率大于一百兆瓦的定向能武器，因其具有強大的脈沖峰值功率，所以具備其他電磁武器所無法比擬的優(yōu)點，其主要攻擊目標包括所有的軍事電子裝備和系統(tǒng)、武器控制與制導(dǎo)系統(tǒng)，以及武器或平臺結(jié)構(gòu)本身，在未來的高技術(shù)戰(zhàn)爭中具有極其廣泛的應(yīng)用前景。

3.1 對抗現(xiàn)代高技術(shù)兵器

（1）干擾和破壞敵方電子設(shè)備的正常工作。利用超級干擾機可干擾破壞敵方軍用電子設(shè)備的正常工作。利用弱微波能量，通過天線等前門耦合，可沖擊和觸發(fā)電子系統(tǒng)產(chǎn)生假干擾信號，干擾雷達、通信、導(dǎo)航設(shè)備的正常工作，或使其過載而失效。

（2）徹底摧毀微電子器件。強微波能量可以徹底毀傷電子設(shè)備的微電子器件和集成電路。通過天線前門耦合到發(fā)射和接收系統(tǒng)內(nèi)，以破壞其前端電子設(shè)備，或利用強微波輻射能量照射金屬目標，在目標金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流；也可破壞各作戰(zhàn)平臺的敏感傳感器和電路系統(tǒng)。

（3）直接燒毀目標。超強功率微波能量可以直接燒毀目標。當微波能量很強時，通過熱效應(yīng)對目標加熱而直接燒毀目標。如果微波輻射能量很強，能束高度集中，則可直接引爆導(dǎo)彈、炸彈、炮彈彈頭或燃料庫，破壞整個武器系統(tǒng)。

3.2 對抗隱身飛機

隱身飛機之所以能夠隱身，就是利用合理外形設(shè)計和采用吸波材料來降低其雷達散射面積，使雷達的探測距離大大降低。但這些正好為高功率微波武器的攻擊創(chuàng)造了良機。主要可以從兩方面來說明，一是從外形隱身來看，目前外形隱身只能在1～20GHz頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)，這是受到航空動力學(xué)的限制，而高功率微波武器輻射的脈沖寬度極窄（納米量級），可用于發(fā)現(xiàn)隱身目標，這是因為高功率微波頻譜含量豐富，所包含的短波或米波低頻頻譜分量，能夠發(fā)現(xiàn)隱身目標；二是從吸收材料看，涂覆材料多數(shù)為窄帶，且在1～20GHz范圍內(nèi)，而高功率微波的頻帶超寬，因此吸波材料的吸收能力被顯著降低。

3.3 殺傷作戰(zhàn)人員

高功率微波對人員的殺傷分為弱微波效應(yīng)和強微波效應(yīng)兩類，對應(yīng)于非熱效應(yīng)和熱效應(yīng)。弱微波能量引起非熱效應(yīng)，此時作戰(zhàn)人員會出現(xiàn)神經(jīng)混亂，記憶力衰退，行為錯誤，甚至致盲、致聾或心臟功能衰竭，失去知覺等。較強的微波能量引起熱效應(yīng)，即造成人員皮膚燒傷，甚至致人死亡。

參考文獻

[1]石海.新概念武器概述[J].外軍電子戰(zhàn)，2010（1）：47～48.

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