高功率微波武器概述

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1、高功率微波武器摘要：高功率微波武器作為一種新概念武器，與傳統(tǒng)武器相比有很多自身的特點(diǎn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和新軍事變革的進(jìn)一步推進(jìn)，高功率微波武器的應(yīng)用勢在必行。以下介紹了高功率微波武器的概念、分類、組成，發(fā)展過程以及典型的軍事應(yīng)用。前言：未來戰(zhàn)爭將是高度信息化的高技術(shù)戰(zhàn)爭，作戰(zhàn)雙方的指揮、控制、通信、情報(bào)甚至武器系統(tǒng)本身均離不開信息技術(shù)的支持，奪取信息優(yōu)勢將成為戰(zhàn)爭獲勝的重要保證。在戰(zhàn)場上，信息網(wǎng)絡(luò)是由地面、空中和空間的各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)和他們之間的鏈路構(gòu)成的。高功率微波(HPM)武器由于其自身的特性而將成為戰(zhàn)成信息中最為有效的攻擊手段之一，而且隨著武器系統(tǒng)和平臺中電子化程度的進(jìn)一步提高，

2、其作用會更加明顯。高功率微波武器是未來電子戰(zhàn)中對付電子設(shè)備和武器系統(tǒng)的新一代電子戰(zhàn)武器裝備，是電子戰(zhàn)武器系統(tǒng)及其技術(shù)一次新的革命。它不僅可以與雷達(dá)兼容構(gòu)成一體化系統(tǒng)，實(shí)施低功率探測、跟蹤目標(biāo)，對目標(biāo)進(jìn)行干擾，還可以迅速提高功率，對目標(biāo)實(shí)施硬殺傷摧毀，或者對目標(biāo)的電子設(shè)備實(shí)施破壞，或?qū)θ藛T進(jìn)行殺傷使之喪失戰(zhàn)斗能力。1.高功率微波武器的概念與原理高功率微波(HPM)是指峰值功率超過100MW、頻率在1～300GHz之間的微波。高功率微波武器(HPMW)是將高功率微波源產(chǎn)生的微波,經(jīng)高增益天線定向輻射,將微波能量會聚在窄波束內(nèi),以極高的強(qiáng)度照射目標(biāo),殺傷人員和干擾、破壞現(xiàn)代武器系統(tǒng)的電

3、子設(shè)備。高功率微波武器的基本原理：初級能源(電能或化學(xué)能)經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換裝置(強(qiáng)流加速器或爆炸磁壓縮換能器等)車拿變?yōu)楦吖β拭}沖相對論電子束。在特殊設(shè)計(jì)的高功率微波器件內(nèi)，電子束與電磁場相互作用，產(chǎn)生高功率電磁波。這種電磁波經(jīng)低衰減定向裝置變成高功率微波波束發(fā)射，到達(dá)目標(biāo)表面后，經(jīng)過“前門”(如天線、傳感器等)或“后門”(如小孔、隙縫等)耦合目標(biāo)內(nèi)部，干擾、致盲或燒壞電子傳感器，或使其控制線路失效，亦可能燒壞其結(jié)構(gòu)。2.高功率微波武器的組成高功率微波武器除一般武器必備的捕捉、跟蹤、瞄準(zhǔn)目標(biāo)等輔助系統(tǒng)外，構(gòu)成高功率微波武器的主要系統(tǒng)如下圖所示。低衰減空間發(fā)射系統(tǒng)及天線高功率波源及模相

4、頻控系統(tǒng)強(qiáng)流電子束產(chǎn)生器脈沖功率裝置初級能源微波高功率微波其示意圖初級能源和脈沖功率源稱為高功率脈沖電源，選用合適的高功率脈沖電源向強(qiáng)流電子束產(chǎn)生裝置提供脈沖高電壓，便可產(chǎn)生強(qiáng)流電子束。因此，圖中前三部分構(gòu)成了強(qiáng)流電子束加速器。高功率微波源主要由適合的高功率微波器件組成，電子束在這些器件中，或者與電磁波所渭的波一?！咀印肯嗷プ饔卯a(chǎn)生高功率微波，或者電子束自身振蕩產(chǎn)生高功率微波。然后，這些微波經(jīng)衰減的空間發(fā)射裝置聚束，射向目標(biāo)，對目標(biāo)進(jìn)行殺傷。在高功率微波及其武器系統(tǒng)中，最為核心的部分是高功率微波源(或微波發(fā)生器)器件。這類器件包括：相對論速調(diào)管、磁控管、行波管(回波振蕩器)、回旋

5、管、回旋脈塞等。但目前，產(chǎn)生微波最有效的器件是虛陰極振蕩器，它是由二極管和漂移管組成的。當(dāng)高電壓脈沖加在二極管的陰極和網(wǎng)狀陽極之間時(shí)，陰極發(fā)射出電子束，電子束穿過陽極網(wǎng)進(jìn)人漂移(或波導(dǎo))管。當(dāng)進(jìn)入漂移管的電子束流大于空間電荷限制電流時(shí)，進(jìn)人的電子束就不能一直向前傳播，而是在漂移管軸線上某個(gè)位景堆積起來，即在離陽極不遠(yuǎn)的地方形成一個(gè)虛陰極。這個(gè)虛陰極隨時(shí)間周期性地來回振蕩，于是就產(chǎn)生了微波發(fā)射。發(fā)射出的微波再由高增益天線將微波定向地向目標(biāo)輻射出去。高電壓脈沖通常由變壓器之類的脈沖調(diào)制系統(tǒng)產(chǎn)生，如磁通壓縮發(fā)射器和脈沖等離子體發(fā)電機(jī)。3.高功率微波武器的效應(yīng)高功率微波武器是利用高功率微

6、波在與物體或系統(tǒng)的相互作用過程中所產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和生物效應(yīng)對目標(biāo)造成殺傷破壞的。高功率微波武器主要通過電效應(yīng)和熱效應(yīng)干擾或破壞各種武器裝備或軍事設(shè)施中的電子裝置或電子系統(tǒng)，如干擾和破壞雷達(dá)、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈(特別是反輻射導(dǎo)彈)、預(yù)警飛機(jī)、C3I系統(tǒng)、通信臺站、軍用車輛點(diǎn)火系統(tǒng)等，特別是對其中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能造成嚴(yán)重的干擾或破壞，此外，還可以引爆地雷等。高功率微波武器對人和其它生物的殺傷作用主要是利用微波的生物效應(yīng)。(1)高功率微波武器的電效應(yīng)高功率微波武器的電效應(yīng)是指高功率微波在射向目標(biāo)時(shí)會在目標(biāo)結(jié)構(gòu)的金屬表面或金屬導(dǎo)線上感應(yīng)出電流或電壓，這種感應(yīng)電壓或電流會對目標(biāo)上的電子元器件產(chǎn)生

7、多種效應(yīng)，如造成電路中器件的狀態(tài)反轉(zhuǎn)、器件性能下降、半導(dǎo)體結(jié)的擊穿等。(2)高功率微波武器的熱效應(yīng)高功率微波熱效應(yīng)是指高功率微波對目標(biāo)加熱導(dǎo)致溫度升高而引起的效應(yīng)，如燒毀電路器件和半導(dǎo)體結(jié)，以及使半導(dǎo)體結(jié)出現(xiàn)熱二次擊穿等。(3)高功率微波武器的生物效應(yīng)微波的生物效應(yīng)可以分為“非熱效應(yīng)”和“熱效應(yīng)”兩種。前者指的是當(dāng)較弱的微波能量照射后，造成人類出現(xiàn)神經(jīng)紊亂、行為失控、煩躁、致盲或者心肺功能衰竭；造成動物活動能力變差，甚至失去知覺等行為現(xiàn)象。對于人體而言，接收微波功率密度達(dá)10MW