微波武器

微波武器又叫射頻武器或電磁脈衝武器，它是利用高能量的電磁波輻射去攻擊和毀傷目標的武器。

基本介紹

• 中文名：微波武器
• 別名：射頻武器、電磁脈衝武器
• 類別：高科技武器
• 工作機理：微波與被照射物分子之間相互作用

概述

微波是一種高頻電磁波，波長範圍在1mm-1m之間，頻率0.3GHz-300GHz。具有許多類似光的特性，比如在空氣中以光速沿直線傳播，地球同步軌道高度大約36000公里，微波1/8秒即可到達，幾乎沒有時間延遲。

微波武器，也稱射頻武器，一般由微波發生器、定向發射天線以及伺服控制系統等組成。微波發生器用於發射微波電磁脈衝，定向發射天線將微波能量幾乎全部聚集到某個方向，伺服控制系統將天線指向某個需要的方向。

微波武器主要由高功率發射機，大型高增益天線和瞄準，跟蹤，控制等系統組成。微波能量密度達到0.01微瓦/平方厘米，-1微瓦/平方厘米時，可使相應波段雷達癱瘓，達到10瓦/平方厘米--100瓦/平方厘米時，可燒毀任何此波段的電子元器件。並且還可以無視防禦和裝甲直接殺死內部的工作人員。

微波武器通常在遠距離上對軍事目標和武器的光電設備進行干擾，在近距離上實施殺傷有生力量，引爆各種裝藥或直接摧毀目標。

高功率微波武器可在瞬間釋放出高功率微波能量殺傷目標，是指頻率在1GHz-300GHz，發射功率在100MW以上的可重複使用的電磁武器。具有發射天線增益高、天線驅動速度快以及機動性強等特點。對目標能形成殺傷作用的微波電磁脈衝的功率密度一般為80W～1kW/cm2。作為殺傷性武器一般在近距離要達到這樣的功率密度才有作用，而作為防空武器至少要求作用距離達到10km，但是功率密度不一定要那么大。

微波武器可用於攻擊衛星、彈道飛彈，巡航飛彈、飛機、艦艇、坦克、通信系統以及雷達、計算機設備，尤其是指揮通信樞鈕、作戰聯絡網等重要的信息戰的節點和部位。使目標遭受物理性破壞，並喪失作戰效能，其破壞的程度達到不能修復的程度。

根據核爆炸的電磁脈衝效應，對核武器加以改造，使其在爆炸時，將更多的能量轉換為微波電磁脈衝，以這樣的原理研製的微波武器屬於戰略微波武器。根據雷射效應和帶電粒子束效應或利用普通炸藥、火箭推進劑、碳氫化合物燃料燃燒時釋放的化學能轉換為脈衝電能，作為電子戰壓制武器，用於戰役縱深內對武器系統電子設備的壓制，以這樣的原理研製的微波武器屬於戰術微波武器。機載微波武器可通過微波天線對前方1km處的地面目標進行照射，利用微波電磁脈衝重複發射對付敵方通訊指揮系統。

微波武器與雷射、粒子束武器相比，其波束寬得多，作用距離更遠，受氣候影響更小。而且只需大致指向目標，不必像雷射、粒子束武器那樣精確跟蹤、瞄準目標，便於火力控制，從而使敵方對抗措施更加困難和複雜化。

微波炸彈的作戰平台包括火炮、裝甲車輛、飛機、飛彈和衛星等。微波炸彈的投擲方式分為重複性使用和一次性使用。微波炸彈比常規炸彈和核炸彈的效率高，它是戰爭的一個革命性變化。

機理

微波武器的工作機理，是基於微波與被照射物之間的分子相互作用，將電磁能轉變為熱能。其特點是不需要傳熱過程，一下子就可讓被照射材料中的很多分子運動起來，使之內外同時受熱，產生高溫燒毀材料。較低功率的輕型微波武器，主要作為電子對抗手段和“非殺傷武器”使用；而高能微波武器則是一種威力極強的大規模毀滅性武器。微波武器是隱形飛機的剋星。這主要是由隱形飛機自身的設計特點造成的。隱形飛機為了達到隱形目的，需要儘量減少翼面，有的連水平尾翼和垂直尾翼都取消了，這樣就必須採用電傳操縱系統、推力矢量系統等先進技術，才能解決飛機的縱向和橫向安定性、操縱性等問題，因而比其它飛機對機載電子設備的依賴程度更高。另外，為了改善全機的防探測效果，它們的結構和外表通常都要採用吸波材料和塗料，以便大量吸收雷達波能，不使之反射回去，這是隱形飛機能夠“隱身”的原因之一。但是，事物終究一分為二，有所長則必有所短，由於目前大部分軍用雷達工作在微波波段，隱形飛機能大量吸收雷達波也就會大量吸收微波，這就鑄成其自身的致命弱點，自招“殺身之禍”。當隱形飛機被微波武器發出的高能電磁波照射到時，機體會由於過量吸收微波能量而產生高溫，輕則因瞬間加熱而失去控制，重則整架飛機都會被燒毀、熔化。

陸地微波武器

陸地微波武器

另外，微波武器不是採用“點”的攻擊方式，而是強調“面”的攻擊效果，隱形飛機無論如何“隱形”，只要在一個區域內被罩住，都難逃“天羅地網”。目前，國外微波武器已發展到實用階段，如俄羅斯的電磁脈衝彈和英國的微波炸彈均能將大功率、不可見的電磁輻射短脈衝傳送到較遠距離上，用來破壞敵方的坦克、飛彈、飛機以及通信和電子設備等。軍事專家們預測，隨著新技術、新材料的不斷發展，電磁武器在軍事領域的套用前景會越來越廣泛。

種類

微波波束武器。這種武器主要是利用定向輻射的高功率微波波束殺傷破壞目標。它能全天候作戰，有效距離較遠，可同時殺傷幾個目標。它還完全有可能與雷達形成一體化系統，集探測、跟蹤、殺傷功能於一體。但這種武器研製技術難度較大，不少問題還待解決。微波彈。一般是在炸彈或飛彈戰鬥部上加裝電磁脈衝發生器和輻射天線，利用炸藥爆炸壓縮磁通量的方法產生高功率電磁脈衝，從而在目標的電子線路中產生感應電壓與電流，以擊穿或燒毀其中的敏感元件。尤其是當目標的縫隙大於微波的波長時，微波彈爆炸產生的微波脈衝可以從目標縫隙鑽進去，令敵方防不勝防。目前比較成熟的是投擲式微波彈，正在進一步實用化。

轟炸機上攜帶的微波武器

作用

殺傷人員

這一殺傷機理分為“非熱效應”和“熱效應”。非熱效應指當微波照射強度低時，使飛彈和雷達的操縱人員、飛機駕駛員以及炮手、坦克手等的生理功能紊亂（如煩躁、頭痛、記憶力減退、神經錯亂以及心臟功能衰竭等）。微波的功率密度達到13mW/cm2時，武器操縱人員的工作狀態會發生變化，導致武器系統失靈。熱效應指在高頻率微波照射下，人的皮膚灼熱，眼白內障，皮膚內部組織嚴重燒傷和致死等。當微波的功率密度為0.5W/cm2、單個脈衝釋放的能量達到20J/cm2時，會造成人體皮膚輕度燒傷；當功率密度為20W/cm2時照射2s，可造成三度燒傷；當功率密度為80W/cm2時，僅1s就可使人喪命。

車載微波武器

微波武器的另一個特點是，只要目標的縫隙大於微波的波長，它就可以經過這些縫隙進入目標的內部，還可通過玻璃或纖維等不良導體進入駕駛艙內，殺傷裡面的人員。

破壞電子設備

破壞各種武器系統中的電子設備，使其喪失作戰效能，又稱非核電磁脈衝效應。當微波的功率密度為0.01～1μW/cm2時，可以干擾相應頻段的雷達、通信、導航設備的正常工作；0.01～1W/cm2時，可使探測系統、C4I系統和武器系統設備中的電子元器件失效或燒毀；10-100W/cm2時，高頻率微波輻射形成的瞬變電磁場可使金屬表面產生感應電流，通過天線、導線、電纜和各種開口或縫隙耦合到衛星、飛彈、飛機、艦艇、坦克、裝甲車輛等內部，破壞各種敏感元件，如感測器和電子元器件，使元器件產生狀態反轉、擊穿，出現誤碼、記憶信息抹掉等。強大的電磁輻射會使整個通信網路失控，這是因為大脈衝功率超過敏感元器件的額定值，設備會因過載而造成永久性毀傷。如果輻射的微波功率足夠強，則裝備外殼開口與縫隙處可以被電離，從而變成良導體；103～104W/cm2時，會在很短的時間內使目標受高熱而破壞，甚至能夠提前引爆飛彈中的戰鬥部或炸藥。

攻擊隱身武器

能夠攻擊隱身武器。隱身武器除了具有獨特的氣動外形設計以減少雷達反射波之外，更重要的是採用吸波材料，吸收雷達要探測的電磁波。如美國的B-2隱身轟炸機不僅機體採用吸波材料，而且機體表面也塗有吸波塗料。高頻率微波的強度和能量密度要比雷達微波高几個數量級，它產生的納秒級脈衝的主瓣頻帶達數千兆，遠超過吸波塗層的頻寬。氣動外形設計和吸波塗層的隱身效果約為30dB，而高頻率微波源的發射功率足以抵消這種隱身效果，輕者可使機毀人亡，重者甚至可使武器即刻熔化。

高功率微波武器還能破壞反輻射飛彈的制導系統，使其偏離航向。

研發歷程

納粹

最早嘗試將電磁波作為武器是二戰時期，在雷達發明並成功套用於實戰不久就有人創造性的提出用電磁波去攻擊對方飛機。到戰爭後期，當時的納粹德國為對抗處於絕對優勢的盟軍空中力量，其科學家提出用特的大型聚焦天線將電磁波匯焦後發射出去用來擊毀盟軍飛機。

納粹德國曾經對此進行過相當系統的研究並取得一定成果，由於戰爭進程太快，因此納粹德國將其電磁波武器的資料通過潛艇送到日本。當時同樣飽受美軍戰略轟炸的日本早先也曾經對此做過研究，但由於自身技術實力實在太差〔註：在二戰幾個主要國家中日本軍事科技實力始終倒數第一）因此始終沒有取得任何進展。納粹德國資料的到來當時給日本以巨大鼓舞，日本人天真的認為自己得到一種足以改變戰爭進程的“超級武器”。按日本人的構想，他們將製造一種直徑達15米的拋光鋁製圓形巨型拋物面天線（和今天被稱為“大鍋”的天線類似）用來將電磁波聚焦後發射出去來擊毀美軍飛機。但一方面由於美軍全面封鎖導致資源嚴重不足，而戰爭進程遠遠超出日本人的預想。另一方面，日本人的技術實力實在無法全面理解納粹德國提供的相關技術資料，結果直到戰爭結束日本也始終沒能取得任何實質性進展。

戰後，納粹德國電磁波武器的相關資料分別被美國和蘇聯獲得，在此基礎上美、蘇分別開始各自電磁波武器的研製工作，後來隨著技術的進步，電磁波武器最終發展為目前的微波武器。

美國

美國一直在研究利用微波技術摧毀敵方的作戰能力，主要進行寬頻帶、高功率微波武器和窄頻帶、定向微波武器的研發。1987年，美國國防部把高功率微波武器列為五大關鍵技術之一。美國的一些重要的發展計畫都列入了微波發展項目。美國現已在新墨西哥州的菲力普實驗室建立了高能研究和技術設備中心（HERTF），開發研究高功率微波發生器技術。美國在研發各種頻率的高功率微波源以及可投射高功率微波天線方面具有重大進展。

反衛星高能微波武器

根據專家分析估計，實戰性微波武器中所需的高功率微波源規格為：頻率1GHz以上、功率大於1GW以上。美國軍方已提出多項微波武器套用概念，包括信息通信戰（Information Warfare，IW）、壓制敵方防禦（Suppression ofEnemy Air Defence，SEAD），以及自我防衛等。

美軍對微波武器有不同的要求。陸軍提出戰術微波武器要能裝在大型履帶戰車上，微波天線裝在直立的桅桿上，以利於最佳瞄準。空軍要求武器體積小，並採用專用天線。海軍的艦載微波武器要求具有高功率、大天線和遠的作用距離，對微波武器在重量、空間和功率等方面提出的限制條件較小。因此，海軍的微波武器極有可能在未來20年內首先投入作戰使用。

俄羅斯

俄羅斯於2001年10月在馬來西亞Lankagwi國際海洋及航天展期間推出“Ranets-E”武器系統，這是世界第一套公開的微波（射頻）武器系統。該系統可造成來襲戰機與飛彈的電子設備失效，又稱為電子零件的“超級殺手”。這種微波武器系統殺傷距離為1-10千米，其規格為：峰值功率0.1～1GW，脈衝頻率為10-100Hz。

中國

作為世界主要軍事強國的中國始終高度致力於微波武器和雷射武器的研製。據國際權威軍事分析組織報導，中國在以雷射武器、微波武器為代表的定向能武器和電磁脈衝武器的研製方面已經取得巨大成就，與航空和軍用發動機等方面與國際水平存在較大差距不同，中國微波武器讓美俄害怕。

目前中國的大型雷射武器和微波武器極可能已經進入實用化。而這就為將來使用微波武器來對抗以F-22為代表的美軍隱形飛機以及將微波武器套用與未來統一戰爭做好了技術上的準備。在微波武器諸多用途中，對目前中國最有實際意義同時也是最現實的就是用來對抗以F-22為代表的美軍隱形飛機。

防禦

電磁脈衝炸彈的打擊目標與傳統核子彈有很大不同。它的攻擊目標有三類：一是軍用和民用電子通信和金融中心，如指揮部、軍艦、通信大樓和政府要地等；二是防空預警系統；三是各類飛彈和飛彈防護系統。 　美國和前蘇聯在研究和發展電磁脈衝武器時，都十分重視武器裝備電磁環境效應和防護加固技術的研究。

1979年，美國總統卡特發布命令，強調核電磁脈衝的嚴重威脅，要求每開發一種武器，必須考慮電磁脈衝防護能力。為此，美國在新墨西哥州科特蘭、亞利桑那州等地，建立了十餘座電磁脈衝場模擬器。 近幾年，台灣軍方在強化電子戰攻擊能力時，重視電磁脈衝防護研究。據台灣媒體披露，台“國防部”於2001年，投資7．8億元新台幣，用於“電子戰及資訊戰裝備”規劃，其中包括“資安計畫”與“脈護計畫”。“脈護計畫”主要針對來自對手的電磁脈衝武器“硬殺傷”，防護台軍重要軍事設施、戰略民用設施和“政府”重點建築設施等。據台灣軍方的一位權威人士透露，目前，台灣“脈護計畫”正在衡山指揮所緊鑼密鼓地進行。其計畫由反制脈衝效應、電子反制防護網等7部分組成，以防範電磁脈衝武器攻擊，維持計算機網路運轉，保護計算機作戰指揮系統的暢通及資料庫的安全。負責這一計畫的“中山科學研究院”主管官員稱，“脈護計畫”實現後，台軍方作戰指揮系統等於“戴上了一頂防電磁干擾的防護帽”。

從20世紀60年代起，一些國家開始核電磁脈衝特性研究，陸續取得一定進展。但是，對電磁防護的研究，基本都停留在電磁兼容範疇內，未重視電磁脈衝防護。至今，這些國家的絕大多數軍用、民用電子設備未採取電磁脈衝防護措施，有的甚至無任何強制性出廠檢驗標準和設施，其整體水平至少落後美國和俄羅斯20年左右。

這意味著，這些國家在軍事強國的電磁脈衝武器的打擊面前，早已敞開了胸膛。一旦這些國家的政府機構、金融中心、通信網路、廣播電視等事關國計民生的重要系統和軍事設施，受到強電磁脈衝打擊時，不可避免地出現大範圍癱瘓或損壞，國民經濟和社會秩序難以正常運行。