淺析信息化戰爭中的“電子殺手”

摘要：現代戰爭具有前所未有的高技術特征，為打贏未來的高技術信息化戰爭，對各種新武器、新裝備、新技術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、攻防兼備等特性，越來越多地應用于現代戰爭中。本文概述了高功率微波的發展及特點，闡述了其組成及工作原理，并分析了其破壞殺傷效應。

關鍵詞：現代戰爭；電子戰；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，發射功率在十幾或幾十吉瓦量級的微波輻射，是為適應新概念電子戰的軍事能力需求而發展起來的較為成熟的一種定向能武器類型。

1 高功率微波的發展與特點

1.1 高功率微波的發展

自從20世紀初發明了利用柵極管產生較低射頻應用之后，到20世紀30年代，利用諧振腔與電路相結合而構成的反射速調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，脈沖技術的發展為產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、相對論調速管放大器、相對論磁控管和返波管以及多波契倫科夫發生器等相繼研制成功，推動了高功率微波武器的發展，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，既可以用于戰略防御，也可用于戰術攔截。

（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）經濟效益高，由于該武器可重復使用，所消耗的僅僅是能量，更加經濟、高效。

2 高功率微波武器系統的組成及工作原理

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射系統、中功率超級干擾機和高功率微波彈等類型。

2.1 高功率微波定向發射系統

（1）系統組成

高功率微波定向發射系統是由初級能源、脈沖功率系統（或稱能量轉換裝置）、高功率微波器件、定向發射裝置以及系統控制等配套設備構成。

（2）工作原理

高功率微波發射系統工作的基礎是脈沖功率系統，主要作用是把初級電能轉換成高功率強流脈沖相對論電子束。該系統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換原理，將初級能源的電能儲存起來，在極短時間內（千萬分一秒）將能量快速釋放出來，由此產生數兆伏的高電壓，此高壓加到冷陰極二極管上，產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，工作電壓可達數兆伏，工作電流達數十千安培，且利用相對論效應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射出去攻擊目標，極大地破壞武器系統和損傷作戰人員；定向輻射天線不同于常規天線，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成，脈沖必須是重復脈沖或幅度調制、頻率調制以及其他形式的脈沖波形。

（2）優勢

中功率超級干擾機與常規電子干擾機相比，具有明顯優勢：一是干擾功率明顯增強，與常規干擾機相比，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制技術，同時減小了功率消耗，使其更易實現。

2.3 高功率微波彈

（1）組成

微波彈的構成與高功率微波定向發射系統有相似之處，都需要初級能源、高功率微波發生器以及天線，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生定向輻射的高強度微波。首先利用化學爆炸或核爆炸驅動的磁通量壓縮器產生高功率的脈沖，這個脈沖再作為高功率脈沖源驅動高功率微波負載，這樣就獲得單次或連續的高功率微波，經過調制后通過天線發射。微波彈的強度和作用時間可以系統控制。

3 高功率微波武器的破壞殺傷效應

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點，其主要攻擊目標包括所有的軍事電子裝備和系統、武器控制與制導系統，以及武器或平臺結構本身，在未來的高技術戰爭中具有極其廣泛的應用前景。

3.1 對抗現代高技術兵器

（1）干擾和破壞敵方電子設備的正常工作。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，可沖擊和觸發電子系統產生假干擾信號，干擾雷達、通信、導航設備的正常工作，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備的微電子器件和集成電路。通過天線前門耦合到發射和接收系統內，以破壞其前端電子設備，或利用強微波輻射能量照射金屬目標，在目標金屬表面產生感應電流；也可破壞各作戰平臺的敏感傳感器和電路系統。

（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，則可直接引爆導彈、炸彈、炮彈彈頭或燃料庫，破壞整個武器系統。

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頻率范圍內實現，這是受到航空動力學的限制，而高功率微波武器輻射的脈沖寬度極窄（納米量級），可用于發現隱身目標，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，能夠發現隱身目標；二是從吸收材料看，涂覆材料多數為窄帶，且在1～20GHz范圍內，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 殺傷作戰人員

高功率微波對人員的殺傷分為弱微波效應和強微波效應兩類，對應于非熱效應和熱效應。弱微波能量引起非熱效應，此時作戰人員會出現神經混亂，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，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，2010（1）：47～48.

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