摘要：高功率微波是指频率在１００ＭＨｚ～３００ＧＨｚ、峰值功率在１００ＭＷ以上的强电磁辐射，高功率微波武器是利用定向辐射的高功率微波波束，损伤、降级、扰乱、干扰敌方电子系统，达到作战效能的一种定向能武器。高功率微波武器具有光速传播、全天候工作、瞄准精度要求较低、发射成本低、可同时杀伤多个目标、不易留下痕迹、战时和平时皆用等特点。目前高功率微波技术是国际上研究的热点，也是正在发展中的新概念武器技术。
关键词：高功率微波；国外发展现状；电子战；关系
1导言
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，进人２１世纪后，随着研究应用的深人和技术的提高，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。
2国外高功率微波技术的研究现状
2.1系统研制与试验
美国最近的一项高功率微波武器研发项目是美国空军研究实验室（Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏ－ｒｙ）的“反电子系统高功率微波先进导弹项目”（Ｃｏｕｎｔｅｒ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒｅｄ ＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｄｖａｎｃｅｄ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ，ＣＨＡＭＰ），其目标是发展能辐射多个脉冲、攻击多个目标、损伤或扰乱电子系统的空基高功率微波试验系统。２００９年４月，波音公司作为项目主承包商与美国空军签订合同，经费３８００万美元，周期３９个月，所研制的高功率微波载荷可集成到巡航弹平台上，也可集成到无人机平台上。２０１１年５月，在美国希尔空军基地犹他州试验与训练靶场成功完成了首次飞行试验；２０１２年１０月，又进行了第二次飞行试验，试验中的巡航导弹按预定航线低空飞行约１ｈ，通过重复发射高功率微波，损伤或扰乱了航线上７处地面目标的电子系统。２０１３年美国又启动了Ｓｕｐｅｒ－ＣＨＡＭＰ计划，欲进一步推动高功率微波的武器化。美国《航空技术周刊》（《Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｗｅｅｋ ａｎｄＳｐａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ》）早在２００２年２月２５日报道，美国空军计划于２０１２年把高功率微波武器装备在无人驾驶的攻击型军用飞机或航天器上。美国制定的无人机载高功率微波武器十年计划，在２０１２年如期完成试验验证任务。可见美国高功率微波技术的规划长远，坚持不懈，成果累累。值得注意的是，美国《航空技术周刊》又在２０１１年４月１４报道，定向能武器正在与美国海军传统的动能舰炮结合，未来计划包括“反电子装置攻击项目”（ｃｏｕｎｔｅｒ－ｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｉｃｓ ａｔｔａｃｋｓ），高功率微波武器（显然，这是一种海基高功率微波炮）是其中之一，可用于防空和反巡航导弹，破坏其制导系统和通信装置，达到防御目的。另外《美国空军２０２５年战略规划》提出了发展天基高功率微波武器的计划，该计划是把高功率微波装置放在卫星上，用以对抗地面、空中和太空的目标，损伤这些目标的电子系统。俄罗斯在２０世纪８０年代研制成功了一台等效辐射功率５×１０１３ Ｗ的地基窄谱高功率微波试验装置，并用其开展了损伤电子设备的高功率微波效应试验。２００１年在马来西亚海事和宇航展览会上，俄罗斯展示了称为Ｒａｎｅｔｓ－Ｅ的高功率微波武器系统，可在１～１０ｋｍ的距离上造成电子设备失效。另外，德、法等欧洲国家和以色列重点开展了用于反恐的宽谱高功率微波技术和小型化微波武器技术研究，英国也在探索以ＢＱＭ－１４５Ａ中航程无人机为平台发展机载高功率微波武器。
2.2基础研究与技术突破
2.2.1快脉冲技术与宽谱技术
近年来，脉冲功率技术的发展趋势之一是向上升前沿陡、脉宽窄的快脉冲方向发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆产生高功率电磁脉冲要求发展脉冲前沿更快、脉宽更窄的脉冲源。美国泰坦公司（Ｔｉｔａｎ Ｐｕｌｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）给法国研制的ＦＥＭＰ２０００电磁脉冲发生器，其脉冲功率源采用单台二级脉冲压缩模式，最高工作电压２．６ＭＶ，正常运行电压２．０ＭＶ，脉冲前沿约为１ｎｓ，脉冲半高宽大于５０ｎｓ。与１５０Ω双锥笼形天线连接后，可在试验区域得到２０～５０ｋＶ／ｍ的电场强度，脉冲前沿小于３ｎｓ，脉冲半高宽１８～２８ｎｓ的电磁脉冲。２０世纪８０年代以来，世界各国在国防需求背景的牵引下，以研制专门的高功率亚纳秒电磁脉冲装置为目的的研究工作广泛展开。典型代表为美国空军实验室研制的“Ｈ”系列亚纳秒电磁脉冲源，其中“Ｈ－５”是一紧凑型装置，设计电压５００ｋＶ，脉冲前沿２５０ｐｓ，脉冲宽度２．５ｎｓ，“Ｈ－６”预期输出电压１ＭＶ，脉冲前沿２００ｐｓ。俄罗斯叶卡捷琳堡电物理所（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｅｋａｔｅｒｉｎｂｕｒｇ）研制的“ＲＡＤＡＮ－３０３Ａ”脉冲源输出电压为１５０ｋＶ，峰值功率４５０ＭＷ，输出脉冲宽度４ｎｓ，配接亚纳秒快开关，可以产生峰值电压１４５ｋＶ，脉冲宽度０．５ｎｓ，前沿小于２００ｐｓ的亚纳秒电磁脉冲。
2.2.2长脉冲技术
目前供给二极管负载电磁能的脉冲功率驱动源的输出脉冲多为百纳秒量级，随着国防和工业应用的需要牵引，要产生长脉冲电子束。目前，脉冲功率驱动源的输出脉宽可达到数百纳秒、甚至微秒量级。美国密歇根大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｃｈｉｇａｎ）早在１９８９年就已经研制成了１ＭＶ，１０ｋＡ，１．５μｓ的相对论电子束加速器，俄罗斯托姆斯克工业大学核物理研究所（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＴｏｍｓｋＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）已研制出４５０ｋＶ，１５ｋＡ，３５０ｎｓ的电子束加速器。
2.2.3高重频技术
脉冲功率驱动源的重复运行，可提高脉冲功率系统的平均功率。俄罗斯托姆斯克工业大学核物理研究所已研制出低阻抗高压高功率重复运行脉冲功率驱动源，其输出功率达到约２０ＧＷ、阻抗８Ω、重复频率１０Ｈｚ、脉宽８０ｎｓ；俄罗斯托姆斯克大电流研究所（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｔｏｍｓｋ）已经研制出了高阻抗高功率重复运行脉冲功率驱动源，ＳＩＮＵＳ系列Ｔｅｓｌａ变压器型重复频率脉冲功率驱动源目前达到４０ＧＷ（２ＭＶ／２０ｋＡ）、５０ｎｓ、１００Ｈｚ的脉冲输出；俄罗斯叶卡捷琳堡电物理所在２０世纪９０年代末研制出基于ＳＯＳ器件的全固态高重复频率脉冲功率驱动源ＳＭ－５Ｎ，最高重频达到５ｋＨｚ，最高功率达到１．２ＧＷ，可以连续稳定运行。
3结语
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。
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论文作者:刘宇,张罗,程宝山
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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