高功率微波
高功率微波(High-Power Microwave,HPM)是强电磁脉冲的一种,其频率范围为1GHz~300GHz,峰值功率高于100MW。HPM具有高频率、短脉冲(几十纳秒)和高功率等特点,是强电磁脉冲的一种重要形式。
2003 年 3 月美国发动的伊拉克战争,美英联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。从此,高功率微波武器正式登上了历史舞台。
基本信息
- 中文名
高功率微波
- 外文名
High-Power Microwave
- 第一次使用
2003 年 3 月
- 使用者
美英联军
- HPW
由制导炸弹或巡航导弹来进行投掷
- 主要种类
微波弹
武器介绍
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。洛斯·阿拉莫斯实验室研制非杀伤性武器的前负责人在前不久出版的《未来战争》一书中说,HPM和电磁脉冲(EMP)武器的破坏原理就像近距离的雷电,极强的电磁脉冲通过“前门”和“后门”两途径进入电子设备。“前门”是指设备对外开放的通道(如天线),强电磁脉冲被直接导向目标设备。如果知道设备的接收频率,甚至可以通过巧妙的设计,造成更大的破坏效果。“后门”是指设备的导线、动力电缆、电话线、失效的屏蔽部件甚至屏蔽箱上的孔洞,驻波能量通过它们耦合到设备而造成破坏。HPM和EMP的脉冲特性各异,电子设备的屏蔽措施难免顾此失彼,因此全面抗脉冲加固的费用是很大的。
美空军研制的常规爆炸驱动的HPM武器中,有一个产生有源电场的线圈,爆炸时压缩电磁场而产生电脉冲,因此这种装置被称为爆炸泵浦通量一压缩脉冲发生器。洛斯·阿拉莫斯实验室把武器的峰值输出功率增加到几十太瓦。同时,制导武器精度的提高,降低了对HPM武器的功率要求,可以使它小型化。
主要种类
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。
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。
电磁脉冲武器
另一类高能武器 ———电磁脉冲(EMP) 炸弹也进入了战场使用阶段。电磁脉冲炸弹使用常规炸药产生电磁脉冲 ,能摧毁大范围内的电子设备。据说洛斯阿拉姆斯实验室自 20 世纪 90 年代开始就一直在埃格林空军基地秘密进行电磁脉冲炸弹的试验。1993 年美国利用巡航导弹首次进行了非核电磁脉冲弹试验 ,1996 年菲利浦斯实验室研制了两种用于指挥和控制战/ 信息战的超宽带电磁脉冲炸弹。
性能发展
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。
作用效能
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。