王 宁，金雪雁

(中国兵器科学研究院，北京 100089)

0 引言

电子战是20世纪初出现的一种作战样式，即敌对双方为了争夺战场空间电磁频谱的控制权与利用权而展开的斗争，进入21世纪后, 随着研究应用的深入和技术的提高，电子战技术向宽频带、大功率、高精度方向发展, 电子战手段更侧重于硬杀伤手段的应用，而高功率微波等定向能武器的出现为电子战提供了新的手段[1-2]。

高功率微波(HPM)指峰值功率超过100MW、中心频率在300MHz～300GHz的强电磁脉冲辐射，高功率微波武器是一种新概念电子对抗武器系统，可对敌方的导弹系统、智能弹药、雷达系统、通信指挥系统等信息化武器装备中的电子设备和系统产生干扰、损伤、烧毁等效应[3-5]。与传统武器装备相比，高功率微波武器有其自身的的特点：一是攻击速度快，作用时间短，高功率微波以光速攻击敌方目标，能够使敌方电子目标瞬间毁坏，留给敌方的反应时间极短；二是与激光等其它定向能武器相比，高功率微波的波束更宽，目标覆盖范围更大，对跟瞄系统的要求更低；三是采用电磁能作为打击手段，可多次使用，对目标进行重复打击，因此效费比高，成本更低。

1 国外高功率微波发展现状

高功率微波技术研究起始于20世纪70年代，美国、俄罗斯、德国、法国等发达国家在高功率微波技术及其针对电子设备和武器装备的效应方面开展了大量的基础性研究工作，并且逐步开展了高功率微波武器的装备研制[6-7]，重点应用领域为防空反导领域、电磁压制/打击领域和特种作战领域。

1.1 防空反导领域

美国于1997年制定了“高功率微波先进防御技术领域计划”，最具代表性的是雷声公司为机场开发的“警惕鹰”(Vigilant Eagle)高功率微波武器防御系统，用于防止飞机在起降时受到便携式地对空导弹的攻击，该防御系统由导弹预警系统、指控系统及固态高功率微波发射系统组成，如图1所示，2006—2009年，“警惕鹰”的各个子系统分别进行了演示验证，并在外场测试中证实了其对抗便携式防空导弹的有效性。

2016年10月雷声公司发布报告，该公司最初为美国陆军开发的高功率微波演示样机获得了国防部其他机构的关注。从2013年开始，该公司就在陆军希尔堡基地演示了利用高功率微波演示样机使小型无人机失效的能力，研制的代号为“Phaser”的微波定向能武器样机，如图2所示，系统安装在1台6m长的拖车上,电源由内部的柴油发电机提供。公开的演示试验中该系统完成了对Flanker和Tempest2种无人机的探测、跟踪、打击过程，未来可用于反精确制导弹药和无人机蜂群。

俄罗斯科学院无线电研究所研制的Ranets-E机动式高功率微波防御系统，由雷达、指控系统及高功率微波发射系统组成，主要用于扰乱航空电子设备、对付精确制导弹药，用于装备的电磁易损性试验，该系统输出功率超过500MW，脉冲重复频率500Hz，工作频段X波段，作用距离1～10km。

1.2 电磁压制/打击领域

美国从20世纪90年代开展弹载HPM武器研制工作。2012年10月16日，在“反电子设备先进导弹项目(CHAMP)”的支持下，波音公司利用高功率微波巡航导弹在犹他试验训练靶开展反电子设备高功率微波试验，如图3所示，CHAMP按照既定路线，在犹他沙漠低空飞行1h，在沙漠上空自毁前使7个不同目标中的电子系统降级或失效。CHAMP飞过时，沿线房屋中放置的计算机全部黑屏，甚至试验记录用的遥控TV相机也被攻击失效，此次试验获得了军方的肯定。

德国长期开展高功率微波效应和军事应用研究，其中莱茵美特和迪尔公司联合开发了一种降落伞型高功率微波战斗部，演示样机型号RDS1000M，该战斗部采用了降落伞共形天线辐射高功率电磁脉冲，其辐射功率为1GW，工作频率100MHz～1GHz，作用距离为10～100m，攻击目标包括：区域防御系统，雷达系统、指挥控制和通讯系统。

1.3 特种作战领域

高功率微波相对于传统武器具备攻击不可见、目标选择性高等特点，所以国外在反恐维稳等特种作战领域开展了应用研究，主要装备有毫米波主动拒止系统、微波车辆迫停系统、扫雷反简易爆炸物装备等。

毫米波主动拒止系统(简称ADS)依靠微波源产生频率为95GHz的微波，经天线作用于人体后可使皮肤产生灼痛感，从而驱散可疑目标人员，图4左所示为美国研制的机动式主动拒止系统，该系统输出功率100kW，天线口径1.6m，作用距离为750m，但是由于该系统采用超导聚焦技术，影响了作战使用，目前美国陆军与非致命武器计划署正在联合开展全固态拒止系统研制，用于代替现有的系统。

美国陆军实验室以及“尤里卡”宇航公司等于20世纪90年代开始先后开展了高功率电磁脉冲对车辆的效应试验，主要测试不同车辆的敏感频率及迫停所需的功率密度。美国陆军实验室研制了窄谱微波车辆迫停系统样机，并且依据财年制定了详细的发展规划。

德国迪尔军工集团基于宽谱高功率微波技术，研制开发了多种车辆迫停设备并对典型的目标车辆进行了效应试验，2014年法国巴黎防务展上该公司推出了“car stop”车辆迫停系统，如图5所示，该系统采用两元宽谱阵列电磁脉冲合成技术，辐射场强距离积可达300～400 kV@1m，辐射系统被集成至城市越野车内部，隐蔽性强，可在3～15m距离范围阻停目标车辆，未来还有望用于对抗无人飞行器、简易爆炸装置等。

2015年英国E2V公司对外发布了一种微波车辆迫停系统样机，该系统工作在L或S波段，脉冲工作比为10%，质量为350kg，在UPS供电的条件下，可待机2h，连续工作 12min，可在50m的距离上使目标车辆熄火。为了降低传统喇叭天线的体积，该系统目前完成了高功率微波平板裂缝阵列天线测试，如图6所示。

高功率微波可使电子设备瞬间失效，因此可用于扫雷和排除简易爆炸装置，美国空军研究实验室在2007—2012年期间开展了“MAX POWER”高功率微波扫雷排爆技术研究，该系统如图7所示，搭载平台为一辆轮式卡车，采用阵列天线辐射，系统于2015—2016年间在阿富汗开展了为期九个月的战场环境测试，目前在新墨西哥开展反简易爆炸装置技术评估和后续改进工作。

在2015年的土耳其国际防务展上， ASELSAN公司展示了集探测和扫除一体化的反IED设备，该设备的核心是称为“EJDERHATM”的高功率微波辐射系统，如图8所示，“EJDERHATM”系统能够辐射ns量级的极强电磁场，辐射场强距离积为400kV@1m，可在远场使IED内部动作机构瞬间失效，从而达到在安全距离清除IED的目标，该车辆平台的下方集成了IED探测设备。

图8 土耳其ASELSAN公司的车载式强电磁脉冲反IED系统

2 高功率微波发展趋势分析

经过50多年的发展，由于研究起步时间较早，无论是技术发展水平还是军事应用成熟度，美国在高功率微波领域都具备一定的领先优势，后续各军事强国也相继投入了大量资源在该领域开展工作，目前高功率微波发展已经完成了基础技术研究和关键技术攻关，进入21世纪，高功率微波技术在近程防空、电磁压制、特种作战等领域实现了武器应用逐步推进，某些装备甚至在战场得到了验证和测试[8-10]。

虽然高功率微波技术及其武器化应用需各项关键技术已经取得重大进展，但是也存在一定不足，主要是部分关键技术体积庞大，系统能量转换效率不高，搭载在巡航导弹、无人机等小尺寸作战平台时，输出功率较小，导致作战距离较近。所以各国在寻求发展频率覆盖更宽、输出功率更高的高功率微波武器装备，一方面为了获取更远的作用距离，利用阵列天线进行电磁脉冲合成进而提高峰值功率，同时注重辐射天线的共形研究；另外一方面为了降低目标毁伤阈值，通过增加输出微波的脉冲宽度或者脉冲重复频率，从而提高作用在靶目标上的平均功率。综上所述，高功率微波技术未来将朝着小型化、阵列化、高重频化方向发展。

3 未来高功率微波与电子战的发展关系

美军对电子战关于电子进攻概念的最新阐述，明确增加了高功率微波定向能武器，2017年5月美国空军研究实验室定向能处高功率电磁部(RDH)宣布，授予雷声公司价值1000万美元的合同，开展“高功率电磁网络电子战应用”(HPEM CEWA)项目研究。HPEM CEWA项目旨在通过开展实验、论证概念、记录结果，找到将高功率电磁(HPEM)技术用于军事网络及电子战领域的方法；将通过研究HPEM技术在网络及电子战领域的潜在应用场景，更好地运用现有及新兴HPEM射频源、软件技术，推动网络及电子战未来发展。

另一方面，未来的武器装备将向着无人化、智能化方向发展，其电子设备和信息系统将更加复杂，所以耐受高功率微波的能力将持续下降，这也为高功率微波武器应用创造了有利条件。从未来发展角度而言，高功率微波武器必将引发电子战领域的深刻变革，即从以电磁信息为基础的软杀伤阶段到以电磁能量为基础的硬杀伤阶段的飞跃，相对于传统的持续性电子压制手段，高功率微波武器能够提供一种对人员非致命、对电子系统形成瞬间致命毁伤能力的新型作战样式。 同时电子战的不断发展也将牵引高功率微波武器快速走向应用，电子战人员可为微波定向能提供更多的作战经验、任务规划、交战规则、目标确定和第三级效应的理解等，这些能确保微波武器更加适应未来的战场条件。

4 结束语

高功率微波武器既可以损伤各类信息传感器，实现信息致盲；也可以毁伤通信、数据链设备；还可以扰乱计算机网络及武器控制单元，因此在空间攻防对抗、信息对抗和反精确打击等方面具有巨大的军事应用潜力，同时该武器具有人员非致命、光速攻击、攻击波束面覆盖等能力，是未来战争中潜在的重要电磁打击手段，高功率微波新技术发展，必将引发电子战领域的深刻变革。■

参考文献：

[1] 黄吉金,黄珊,胡剑.未来战场的革命性非致命武器——主动拒止系统浅析[J].微波学报，2010(S1)：717-720.

[2] 谭显裕.高功率微波新概念武器的技术现状和发展[J].航空兵器，2004(1):8-11.

[3] 杜辉.电子战综述[J].通信论坛,2005(7).

[4] 王瑛，等.高功率微波武器发展现状浅析[J].微波学报，1998(3):77-81.

[5] 吉杜发.微波炮武器[J].雷达情报信息，2001(4):24-28.

[6] 黄裕年.高功率微波武器技术的发展评述[J].微波学报,1999(4):354-359.

[7] 周介群.高功率微波武器[J].舰载武器,2001,36(4):33-38.

[8] 李辉,王子滨.国外高功率微波武器的发展及在反空间和防空中的应用前景[C]∥高功率微波武器文集,2000:219-227.

[9] 罗勇,李宏福.高功率微波的需求及发展[J].真空电子技术,2004(1):1-7.

[10] 谢苏隆,孟凡宝,马弘舸.高功率微波脉冲压缩技术综述[J].高功率微波技术,2004,12(4): 1-12.