中国电磁兼容网
摘 要：介绍了高功率微波武器的特点，简要说明了高能微波电磁脉冲的形成过程。叙述了在现代战争中应用的领域，并谈及我国发展该武器的紧迫性。 关键词：高能；微波；电磁脉冲；电子设备；武器
1 引 言 在高科技条件下，现代战争是一场夺取信息控制权的信息战争，准确、有效地打击对方的信息中心，是取得战争胜利的关键。高能微波电磁脉冲武器正是为这一目的设计出来的。世界上一些发达的国家如美、英都相继开展了这方面的研制工作，并取得了较好的效果。该武器主要是利用大功率的微波脉冲能量，对通讯、雷达、计算机网络、电力系统等电子系统内的关键电子元器件进行“软”或“硬”的杀伤，从而使整个系统失去作战能力，达到控制对方的目的。据有关报道称，1999年3月24日北约对南联盟的空袭作战中，美国就使用了该武器，催毁南联盟的**电子系统，使其处于被动挨打的境地。他们主要利用管道、电缆让电磁脉冲武器攻击深埋在地下的各种设施的电子系统，达到战争胜利的目的。 2 核爆炸的启示 据有关资料介绍，1958年美国在太平洋上空400 km处进行了当量为140万吨的核爆炸，但出乎人们预料的是，远在1 400km以外的夏威夷群岛却出现了许多意想不到的情况：发电厂被破坏；街灯同时熄灭；所有的报警器响彻一片；高压输电线的避雷装置全部被烧毁；水塔的自动供水系统失灵。在后来进行核试验的时候都出现了同样的情况，这一切引起了美国政府和军方的高度重视。经过大量的研究发现：高空核爆炸时释放的γ射线同大气作用，可衍生出巨大的电子流，在地磁场的作用下能产生场强高达10kV／m的电磁脉冲，其脉冲宽度为几十纳秒到几百纳秒，频率在吉赫量级。 这个极强的电磁脉冲将在地面各种导线上产生几千伏的电压脉冲，并沿着电子设备的引线进入电子设备内部，使其集成电路、半导体器件、电脑芯片毁坏，从而使各电子设备失去功能。 3 高能微波电磁脉冲武器 由于采用核爆炸来产生高功率脉冲毕竟是核武器，势必带来很大的污染，尤其在各国之间都签定限制核武器的使用条约时，在战争中使用也必定会受到其他国家的强烈谴责。因此一些发达国家已经将重点放在研制常规的电磁脉冲武器上，现已经能投入实战的就有电磁脉冲弹。 3．1 电磁脉冲的概念 “电磁脉冲”一词一是来源于大自然的闪电，在闪电过程中形成亮光的附近就出现瞬变的电磁场，其形是来源于“核电磁脉冲”。当原子弹、氢弹爆炸的时候，其放射线能使空气电离、产生康普敦电流，由于产生一个强大的瞬变电磁场，在一定距离上，使一些电子设备中会感应出一个比较强的浪涌电压和电流，这个浪涌信号在一些缺乏足够防护能力的电子器件上会造成紊乱，使其性能下降甚至出现毁伤现象；三是高能微波技术，就是利用相对论电子器件辐射出各个无线电波段上的巨大量级的射频脉冲信号，也能够在远方目标上产生一个瞬变的强大的电磁场脉冲，因此高能微波射频脉冲也可以称其为电磁脉冲的一种形式，他和常规雷达的信号波形在本质上基本相同，因此更适合于对敌方的电子设备的**打击。 3．2 高能微波电磁脉冲产生的原理 实用的高能微波电磁脉冲源大都是采用微波虚阴极振荡器，其原理结构如图1所示。
虚阴极振荡器的基本原理是：栅网阴极加速强流电子束，使许多电子通过阴极网，在阴极后面形成一个空间电荷“泡”，称为虚阴极。在适当的条件下，虚阴极将后来的电子反射回去，形成电子在阴极与虚阴极之间来回振荡而产生微波。如果使这个空间电荷区位于适当调谐的谐振腔中就能达到很高的峰值功率，一般功率在0．1～40GW，频率在分米波段和厘米波段，微波功率通过天线辐射到空间。 要使虚阴振荡器工作，需要一个强流电子束来激励，这个电子束的峰值电流值高达几十兆安培。强电子束将由爆炸激励磁能量压缩发生器来产生，高能微波武器有2级磁通量压缩发生器。第1级产生爆炸的启动电流，当爆炸启动后，爆炸将使电枢管膨胀变形，使之与线圈形成短路，将会压缩电磁场并减少线圈的电感，使线圈中的电流直线上升，直到发生器崩溃为止，电流上升时间为数十纳秒，峰值电流为几百兆安培，于是就产生巨大的电磁脉冲。 4 高能微波电磁脉冲武器的应用 在**用途中，通常使用投掷方式，将电磁脉冲发生器运送到敌人阵地上，构成对敌人电子设备的毁伤性威胁。据美国的新闻报道，美军正研制能够用巡航导弹运载的电磁脉冲弹头以便对目标进行远程**的打击，并在海湾战争和科索沃战争中都曾经使用过试验性的弹头。下面介绍高能微波电磁脉冲武器在战场中常用的几个方面。 4．1 高能微波电磁脉冲武器对舰载电子设备攻击 在现代使用的舰艇上，各类电子设备云集。舰艇上有通信导航系统、警戒雷达和火控雷达系统、各种武器控制系统、自己电子对抗系统及整个作战指挥系统。由于这些电子系统的云集给电磁脉冲武器提供了极好的机会。如果采用巡航导弹或机载脉冲弹，对舰艇进行电磁攻击，则可大量的破坏舰艇上的电子设备，从而使舰艇失去进攻和防御能力，必定处于被动挨打的困境之中。 4．2 高能微波电磁脉冲武器攻击发电厂 发电厂是产生电力的场所，他有许多电子设备对电厂各发电设备状况进行监控，电厂有很多输电网络，整个输电网络连接各种**和民用设施，利用巡航导弹或飞机投掷高能微波武器。其一可以破坏发电厂中的电子设备，使发电厂无法正常工作；其二高能微波电磁脉冲武器所产生的强大电流通过电网传送出去，在很大程度上能破坏在该电网上用电的设备，使很大范围内的各种设备失去正常工作，达到抑制对方的目的。 4．3 用高能微波电磁脉冲武器攻击对方机场 在现代战争中夺取制空权是赢得战争胜利的关键，对敌方机场进行有效攻击是压制敌方空中力量的重要措施。一般来说，**机场都不太大，但都集中部署了各种雷达，不同频段的通信设备、导航系统、供油自动控制系统以及机场状态**监控系统的防护能力也较弱，受到强的电磁脉冲攻击也很容易失效。在机场中往往都停放很多未飞行的飞机，这些飞机受到强电磁脉冲的攻击也会失去正常工作能力。因此用高功率微波武器实行对敌方机场的攻击也是消除制空权的有效措施。 4．4 利用定向瞄准式高能微波电磁脉冲武器攻击来犯的敌机 利用高能量的电磁脉冲发射装置制作成跟踪雷达的发射系统就可以有效地跟踪远区入侵的敌机。该发射装置也产生巨大的电磁能量，但和高能微波弹武器 5有着不同之处，该发射装置发出的电磁能量通过一个聚能天线发射出去，他具有一定的方向性，因此可以在较远的距离上跟踪敌方的飞机直至摧毁飞机的电子设备，使飞机失去战斗力甚至坠毁，达到抑制对方的目的。该种定向瞄准式高能微波电磁脉冲武器主要用来防御入侵的空中目标。 5 高能微波电磁脉冲武器的忧与患 在战争中，利用高能微波电磁脉冲武器进攻和防御都能取得极其明显的效果，他能破坏对方的信息中心，使依赖电子系统的设备瘫痪，他能使强的电磁波段通过各种设备的天线和小孔进入，使其设备损坏，丧失其应有的功能，赢得战争的初步胜利。 另一方面我们也面临受高能微波电磁脉冲武器袭击的威胁，对电磁脉冲的防御已成为当务之急，只有认真的对我国在战争时期可能遭受的电子系统做好认真的电磁加固防范工作，再要加强研制我们的武器系统，加强我军的建设，使敌方无可乘之机。 6 结 语 利用高能微波电磁脉冲武器可以有效地抑制对方，使对方的电子设备失效从而取得战争的主动权，在不同的场合使用不同形式的高能微波电磁脉冲武器，都能达到破坏对方电子设备的目的。在现阶段情况下我国不但要加紧研制自己的高能微波电磁脉冲武器系统，同时要加强对高能微波电磁脉冲武器的防御能力，才能使我国在现代战争的进攻和防御方面掌握主动权，取得现代战争的胜利。
参考文献
［1］ CarloKopp．电磁脉冲波炸弹［J］．**科技，1999（8）． ［2］ 张兴华．高功率微波弹原理及其应用［J］．中国人民解放军电子工程学院学报，2001（6）． ［3］ 晶晶译．电磁脉冲武器［J］．**电子信息，2002（6）．