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高功率微波武器的研究现状与发展趋势


张长亮 陈 雷 赵 然 陈文灵 姚广峰

  高功率微波(HPM)是指脉冲峰值功率大于100MW以上的微波。高功率微波武器(HPMW)是与激光武器和粒子武器同时发展的三大定向能武器之一。HPMW经高增益天线定向辐射,将HPM源产生的微波能量聚集在窄波束内,以极高的强度照射目标,杀伤人员,干扰和破坏现代武器系统的电子设备,因此它又称为射频武器。一般认为HPM武器的频率范围主要在1-30GHz之间,输出脉冲功率在1GW以上。从杀伤机理上看,高功率微波武器具有电效应、病效应和热效应,既能杀伤人畜,又能破坏武器的电子设备,即具有软/硬杀伤能力。
  高功率微波武器对目标系统的破坏程度取决于其到目标的距离、目标的易损性、产生的功率大小和微波辐射的特性(包括频率、猝发速率和脉冲宽度)等因素。
  
  一、HPMW的作用效能
  
  1、干扰、破坏各种武器系统中的电子设备,使其丧失作战效能
  高功率微波武器可采用与电子干扰系统相同的工作方式,对敌方通信和雷达系统等电子设备进行干扰,产生足以暂时扰乱或致盲敌方计算机网络系统的微波功率,起到超级干扰机的作用。当使用能量密度为0.01-1μW/cm2的微波波束照射目标时,就会使在相应频段上的雷达、通信设备和导航系统无法正常工作,当能量密度达到0.01-1W/cm2时,可导致探测系统、指挥、控制、通信和情报(C3I)系统以及武器系统设备中的电子元器件及小型计算机系统的芯片失效或烧毁。当使用能量密度为10-100W/cm2的强微波波束照射目标时,其辐射形成的电磁场可以在金属的表面产生感应电流,通过天线、导线、电缆和各种开口或缝隙耦合到卫星、导弹、飞机、舰艇、坦克等武器系统的电子设备电路当中。破坏各种敏感元件,如传感器和电子元器件,使电路功能紊乱、产生误码、中断数据或中断信息传输,抹掉计算机存储的信息。如果感应电流很大,则装备外壳开口与缝隙处可以被电离,从而变成良导体,烧毁电路中的元器件,使电子装备和武器系统失效,整个通信网络失控。当能量密度达到103104W/cm2时,会在很短的时间内使目标受高热而破坏,甚至能够提前引爆导弹中的战斗部或*药。
  
  2、高功率微波武器对精确制导武器的杀伤作用
  当使用能量密度为1-10kW/cm2,的强微波波束照射目标时,能在瞬间摧毁目标,引爆导弹、**和核弹等武器。下面介绍高功率微波武器对几种精确制导武器的杀伤作用:
  (1)巡航导弹
  巡航导弹通常在500-1000km以外发射,根据预定航线采用惯性制导、GPS定位制导、地形匹配以及最后的景象匹配制导,以精确的命中率摧毁预定目标。高功率微波武器能够在200-500km处干扰和破坏其GPS定位和地形匹配对航线的修正,使之不能按预定的航线飞行:在50M00km内使其导航系统的电子线路失效,在4-lOkm内使引信失效或自行引爆。但高功率微波武器需与组网的雷达、红外侦察配合使用,方可达到良好的摧毁效果。
  (2)反辐射导弹
  反辐射导弹根据截获的辐射源信号,自行引导直至命中辐射源。而高功率微波武器功率非常强,任何反辐射导弹一旦截获其信号即自行飞向该武器,不等它飞近,在距离高功率微波武器1-2km处就会自行引爆。
  (3)反舰导弹
  利用舰载高功率微波武器,在反舰导弹末制导主动寻的雷达开机时,即可发射微波,在10-15km处使雷达完全丧失功能,在4-5km处使其导引头的电子元器件全部受损,在1-2km处使其战斗部自行引爆。因此,高功率微波武器比炮弹的作用距离远、威力大、反应时间长,只要波束对准导弹的来袭方向,即可在一定距离上将其摧毁。
  (4)激光、红外制导**
  高功率微波武器在距飞机100-500km范围内,可干扰破坏飞机上的雷达,使飞机无法飞向被保卫的目标,在5-10km处可使光电导引头致盲、失效,在1-2km,处引爆其*药。
  
  3、制成高功率微波弹
  高功率微波武器可以制成高功率微波弹,较小的可由巡航导弹、**携带:较大的可制成**形式,用装备有导航攻击系统、能够投放GPS制导武器的战术飞机投放。
  由导弹、**运载的高功率微波弹通过在导弹或**战斗部上加装电磁脉冲发生器和辐射天线的方式构成,利用*药爆炸压缩磁通量的方法产生高功率的电滋脉冲。在海湾战争中,美海军普用“战斧”巡航导弹运载实验型高功率微波弹。 ......
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