摘要

       高功率微波武器作为一种“改变游戏规则”的新概念武器，一直是国防科技前沿跟踪的热点，其具有攻击速度快、转向灵活、作战成本低、全天候适用、目标信息化程度越高打击效果越好等特点，可用于毁伤雷达、预警飞机、军用计算机、战术导弹与隐身飞机的电子设备，使其性能下降甚至不能工作，从而破坏敌方武器的作战能力。本文主要介绍了美国、俄罗斯、欧洲各国高功率微波武器的研究和应用情况，阐述了高功率微波武器对抗技术途径。

关键词

       高功率微波武器; 微波炸弹; 微波导弹; 发展研究; 对抗途径

0引言

       高功率微波( HPM) 武器可在极短时间内通过高增益天线定向辐射高功率微波，使微波能量聚集在很窄的波束内，形成功率高、能量集中且具有方向性的微波射束，以极高的强度照射目标，干扰或损坏目标设备的电子元器件，使其失效或失能。高功率微波武器工作频率为 300 MHz ～ 300 GHz， 脉冲峰值功率在 100 MW 以上( 一般大于 1 GW)，以光速传播、瞄准精度要求较低、可同时杀伤多个目标。其利用电效应、热效应和生物效应等毁伤效应对各类目标实施软、硬杀伤，通过前后门耦合进入敌方系统，干扰或损坏重要传感器，毁坏关键电子元器件，使计算机、通信系统受到干扰或遭到毁坏，对雷达、导航、通信系统、战场感知系统等武器装备有很大威胁，是信息对抗中的重要攻击武器。按平台不同，高功率微波武器分为地基/ 海基、空基和天基三种类型。地基/海基高功率微 波武器以车辆、坦克或舰船为平台，目前主要用于反精确制导武器等近程防御，未来发展目标是反卫星; 空基高功率微波武器以巡航导弹或无人机为平台，主要用于攻击空中/地面电子信息系统; 天基高功率微波武器以卫星为平台，主要用于反卫星或临近空间目标，战略应用价值很高。按照作战使用，高功率微波武器可分为两种: 一种是一 次性使用的高功率微波弹; 另一种是可重复使用的高功率微波武器，装备到车辆、舰船、飞机上作为攻防武器，用于攻击和防御反舰导弹、空空导弹等战术导弹和无人机等。自从20 世纪70 年代以来，美国、英国、法国、 德国、日本和前苏联等相继开展了高功率微波技术研究。进入 21 世纪，开始向军用平台和进攻型武器的方向发展。目前高功率微波技术已成为国际上的一个研究热点，也是正在发展中的一项新概念武器技术。美国、俄罗斯、法国、英国和德国等都很重视高功率微波技术的研发和应用。总体上，美国和俄罗斯的研究水平最高。

01国外研制情况

1.1 美国 

       经过多年研制，美国的微波武器技术已经进入实用化。

1.1.1美国军方 

       美国空军是最早开发微波武器的，其在阿富汗部署的车载微波主动拒止系统，可通过在皮下 产生烧灼感驱散人群或使武装人员放下武器。在 2013 财年的预算计划中，美国空军至少保留了三项空射高功率微波武器的预算。美国空军正在明确发展携带高功率微波战斗部的导弹和炸弹。其中具有最大射程的武器是波音公司制造的 “反电子设备高功率微波先进导弹项目”( CHAMP) 巡航导弹。CHAMP项目于 2009 年启动，与以往微 波武器相比，CHAMP 导弹可重复发射高功率微波脉冲，实现一次任务攻击多个区域多重目标，可从防区外发射，对敌方纵深目标实施攻击。美国空军和海军也在进行“高功率联合电磁非动力打击 ( HiJENKS) ”项目，由美国空军研究实验室定向能部牵头，基于先进的巡航导弹技术探索更实用的CHAMP 武器，计划在 2018 ～ 2019 年进行飞行试验。较小的巡飞武器是雷神公司的小型空射诱 饵弹的电子攻击改型( MALD－J) ，目前 MALD－J 正在进行第二代型号研制。第三种武器是 MK84 2 000 磅级精确制导炸弹，其具有弹翼组件，可改成滑翔弹，其结构如图 1 所示。

       美国空军其他的项目还有洛克希德·马丁公司 2011 年启动的非动力反电子能力( NKCE) 项目， 其目的是验证高功率微波能力。美国空军早在 2004 年就已为高功率微波武器电子攻击类制定了发展规划。2014 年 11 月，美国空军公布了高功率微波武器路线图，计划 2016 年研制出基于 AGM－86C /D 巡航导弹的第二代高功率微波武器; 2024 年后研制出基于AGM－158B 空面导弹的高功率微波武器; 2029 年后研制出可装备第五代战斗机和无人机的高功率微波武器，建立高功率电磁科学技术学科，包括高功率电磁源、脉冲功率、数值模拟、目标效应。目前美国空军正在寻求高功率电磁武器技术( EMWT) 方面的信息。2015 年3 月，位于新墨西哥州科特兰空军基地的美国空军研究实验室( AFＲL) 定向能部发布 了三则信息征询书( ＲFI) ，目的是促进高功率电磁 ( HPEM) 武器技术的发展。第一则信息征询书是 “高功率电磁源研究”，征询有助于研究和促进可被集成到现在/未来美国空军和国防部平台上用来反电子设备的高功率电磁源技术最新发展的相关信息。在另一则单独的信息征询书中，定向能部声称其正在探寻电磁武器技术( EMWT) 领域中有关新型高功率电磁武器概念、高功率电磁材料和组件以及紧凑型脉冲功率拓扑研究、发展和转化的信息，包括为了优化未来武器系统的尺寸、重量和 功率要求而对主要功率技术的进步进行评估和利用。第三则信息征询书主要关于高功率电磁赛博电子战( CEWA) 应用，重点关注在超高峰值功率/ 单脉冲和高功率/超高重复率源方面的应用，并且研究和发展能够成功将高功率电磁技术应用到赛博和电子战领域的前沿技术及概念。2015 年 5 月，AFＲL 定向能部下属的高功率电磁分部发布了一份关于“HPEM 研究项目”的公告，为定向能武器以及赛博战、电子战( EW) 、电子杀伤武器、功率电子设备和天线寻求发展高功率电磁技术，包 括六个技术领域: 高功率电磁技术转化、高功率电磁赛博/电子战应用、高功率电磁效应、电磁武器 技术、数值模拟、下一代高功率电磁技术。空军研究人员称他们将为每一个技术领域发布单独的征询，并分别授予合同。2016 年 1 月，AFＲL 发布跨部门公告，征求HPEM网络空间应用的研究信息。AFＲL将把CHAMP系统的技术运用于网络空间战及电子战领域，此项工作包括: 开展后门和前门耦合技术的实验研究; 探讨单个和多重微波脉 冲的概念。单脉冲是指在一次触发中采用一个脉冲，而多重脉冲是指在一次触发中采用多个脉冲。单个脉冲可用来攻击一个计算机系统，而多重脉 冲可以覆盖更大的攻击范围。多重脉冲概念将是 AFＲL 开发的一种新的能力; 考察自然现象对电子系统的影响，这些天然辐射可能包括雷击或与北极光有关的哨声波。项目承包商将在国防部的两次演习( “黑飞镖”和“警惕锤”，分别专注于反无 人机概念和网络作战) 中应用这些技术概念。2016 年 4 月 22 日，AFＲL 发布 HPEM 研究项目的能源装置和天线征询书，寻求开发宽带高功率放大器、可调高功率振荡器和宽带天线。空军研究人员表示，这些部件和分系统将用于不同规格军用平台的高功率微波武器。该项目研制周期至 2019，经费约 1 200 万美元。为应对赛博战的需要，美国海军希望利用有源相控阵( AESA) 进行电子攻击，将干扰和网络空间武器组合起来形成下一代干扰机。目前美国正 在 E－10 飞机上采用第四代 AESA，可探测低空隐形飞行器和集中高功率干扰来袭导弹。美国海军的“反电子装置攻击项目”将高功率 微波武器和动能舰炮结合起来，研制海基高功率 微波炮，用于防空和反巡航导弹，通过破坏其制导 系统和通信装置达到防御目的。此外，美国空军还计划发展天基高功率微波 武器，准备把高功率微波装置放在卫星上，打击地 面、空中和太空目标的电子系统。美国陆军较少发展反电子武器项目，但是相 关的基础研究一直在进行。这些基础研究集中在能够支持电子监视和攻击的关键领域，包括研究在极端环境里的材料性能，探索多功能材料的科 学技术，开发先进的计算思想以巧妙地处理难以生产和模仿的新材料。一旦环境被充分了解，利用极端能量科学的新技术将为步兵携带的系统和自 主战术机器人系统提供更好的动力和能量。美国陆军研究办公室和实验室在有关帮助改进态势感知的微自主系统方面有一些较大的突破，通过使用非常小的传感器系统能够控制和集群监控态势。空军的成果也被吸收过来，共同制定指挥、控制、 通信、计算机、情报、监视和侦察( C4 ISＲ) 策略。这意味着发现、识别和精确定位电子辐射源将是使用高功率微波武器进行有效攻击的关键。此外， 当对一个目标的损伤不可见时，需要 C4 ISＲ 进行 战损评估。 

1.1.2 波音公司 

       2009 年 4 月，波音公司获得“反电子设备高功率微波先进导弹项目”( CHAMP) 合同。CHAMP 是美国空军的弹载高功率微波武器项目，投资3 800 万美元，计划 39 个月完成研发。这个“联合能力技 术演示验证”( JCTD) 项目包括地面试验和飞行试 验两部分，主要目标是发展能破坏敌方电子系统的空基高功率微波系统。CHAMP 项目将雷神 公司研制的高功率微波发生器集成在波音公司产的 AGM － 86 空射巡航导弹改进型弹体上，由 B － 52 轰炸机发射。波音公司作为主承包商，主要负责系统集成和导弹平台的研制。位于美国新墨 西哥州阿尔布开克的雷神公司下属的凯泰克公司 ( Ktech Corp) 作为主要分包商，负责提供高功率微 波源。美国桑迪亚国家实验室在空军研究实验室单独授出的另一份合同下，负责研制脉冲功率源系统。波音公司的 CHAMP 导弹效果图如图 2 所示。

       CHAMP 项目已进行了两次飞行试验。2011 年 5 月，首次飞行试验成功验证了 CHAMP 导弹在飞行中利用高功率微波束瞄准多个模拟目标的能力。试验中，CHAMP 导弹对多个模拟目标进行了压 制。试验结果表明，该导弹能在操作人员的控制下，利用其“高功率微波”( HPM) 系统对多个目标和地区实施电子压制，压制时间可由操作人员设定。试验结果还表明，该导弹所用的软件符合预期要求。与遂行同样任务的动能武器相比，CHAMP 导弹压制敌方电子设备有助于减小甚至避免附带 损伤。2012 年 10 月，由美国空军研究实验室和波音公司联合进行了第二次飞行试验，这也是 CHAMP 导弹的首次作战飞行试验。试验中，微波导弹从 B－52 轰炸机上发射后，按照规划航迹飞行 1 h，向沿途 7 个预先设定的目标分别发射高功率微波脉冲，每次攻击仅用几秒钟，目标建筑中的计算机和其他电子系统完全失效，且附带损伤很小，达到了试验目标。由于种种原因，CHAMP 项目进度有所延迟。2014 年，美国国会通过法案，责成空军必须在 2016 年研制出 CHAMP 导弹，并在 2015 财年政府预算中，专门追加 1 000 万美元用于该项目。2015 年 3 月，美国空军宣称，CHAMP 导弹在技术上已完全满足部署要求，5月底再次宣布: AGM－158B “增程型联合防区外空面导弹”( JASSM－EＲ) 被确定为 CHAMP 的最佳平台。2016 年 3 月，美国空军授予雷神公司价值 480 万美元的合同，继续完成将 CHAMP 系统集成到 AGM－86 空射巡航导弹上的工作，而原主承包商波音公司将作为分包商协助雷神公司开展工作。自 2012 年以来雷神公司一直在 AGM － 86 上演示 CHAMP 战斗部。美国空军的下一目标是把 CHAMP 战斗部用于 AGM－158BJASSM－EＲ和无人机上。同时，美国空军计划于 2016 财年开始研发尺寸更小、功率更高的下一代高功率微波技术，推进 CHAMP 系统的小型化，并在 2017 财年完成设计。据有关报道，美国空军已基于 CHAMP 计划提出 Super CHAMP 计 划，进一步拓展 CHAMP 的反电子能力，最终将开发出一种可回收、可重复使用的系统。 

1.1.3 雷神公司 

       2011 年，雷神公司收购了专业从事机载电子战、定向能和脉冲功率研究的凯泰克公司( Ktech Corp) ，从而进入非动能杀伤武器研究领域，其先进的安全和定向能系统分部已经研发和验证了一种名为“警惕之鹰”的战术微波系统，其以有源相控阵雷达技术为基础，将集中的高功率微波投射到导弹上干扰其电子制导装置，从而保护机场和航班免遭便携式防空导弹的攻击。该系统工作在 X 波段，频带在2～12 GHz 范围内，交战时间为1～2 s。相关的技术涉及敌方电子系统易损性评估、高功率应用系统、先进的信号产生装置、天线、天线控制、频率处理以及遥测部署等方面。这些能力全部是研发可分析目标进而产生射频波束或高功率微波来干扰或破坏电子系统的机载武器 系统所需要的。为了产生精确的打击效果，这些定向能波束的宽度、能量输出、调制和频率都是可变的。这些系统也可进行监测反馈，从而分析出看不 见的非动能杀伤武器的效果。雷神公司一直在大范围研发高功率微波战斗部，以用于其所生产的各种导弹产品，包括空对空、面对空、空对面和面对面武器。最初打算在弹体上装载雷神公司高功率微波战斗部的是舰射型 “战斧”巡航导弹、高速反辐射导弹( HAＲM) 改进型和通用小型空射诱饵弹( MALD－V) 。MALD－V 最近重新设计，采用了不明确的 51 磅战斗部，其尺寸适于挂载到轻型战斗机、直升机和无人机上，如图 3 所示。据有关报道，雷神公司目前正在根据美国空军要求对小型空射诱饵弹的电子攻击型 ( MALD－J) 进行改进，其可携带高功率微波战斗部，在执行完干扰任务后攻击地面目标。相关空地导弹将用于攻击电子目标和“无附带损伤”目标，例如处于密集居民区的复杂指挥和控制、通讯、武 器存储和情报收集设备。它们也将是摧毁反介入和拒止能力的关键因素。这种非动能电子攻击战斗部技术的核心是凯泰克公司研制的高性能电池和电容阵列、脉冲功率发生器以及高效磁控管。

       尽管雷神公司官员没有承认，但高功率微波战斗部也可能装到“先进中距空空导弹”AIM－120 和“网络中心机载防御单元”( NCADE)上，NCADE是一种空射的助推段弹道导弹拦截弹。另一个候选导弹将是舰载ＲIM－ 161“标准－3”( SM－3) 导弹，该导弹也是一种防空反导拦截弹，已经用于拦 截低轨道卫星。高功率微波战斗部最初打算作为一次性使用装置，进行防区外电子攻击以及压制或破坏敌防空系统。安装到类似 HAＲM 和 MALD 的武器上，很可能装备 F /A－18E /F“超级大黄蜂”战斗机、 EA-18G“咆哮者”电子攻击机、F－16CJ“野鼬鼠” 战斗机和 B－52 轰炸机。采用该战斗部的空空导 弹的其他任务可能是破坏敌方战斗、监视和情报一体化飞机上的传感器和通讯系统。未来，雷神公司将为 F－ 35 或 F－22 战斗机以及 X－45 和 X－47 无人机较大的武器舱量身定做可重复使用的高功率微波武器。2016 年 3 月，雷神公司被授予一份为期18个月、价值1 000 万 美 元 的 合 同，以 进 一 步 推 动CHAMP技术发展。其中，480 万美元用于研发升级的 CHAMP 有效载荷。雷神公司准备在 2017 年初给 AFＲL 交付两套翻新的 CHAMP 空射电子攻击武器。其将利用凯泰克公司升级的高功率微波有效载荷，为美国空军重装两枚波音公司制造的 AGM－86B 常规空射巡航导弹( CALCM)，见图 4。升级包括改进高功率微波源和采用新天线。另外 520 万美元用于开展定向能研究，重点在高功率微波武器的功率、杀伤半径、频率选择、传输和高功率微波防护方面。该合同给予空基高功率微波武器项目新的动力。作为对付敌方电子和信息装备的非动能、非毁伤效应的作战能力，CHAMP 可利用源自 AGM－86B GPS /INS制导/导航组件的预编程或更新的目标信息，在单次任务中发射高频无线电波攻击多个目标。

       2016 年 6 月 20 日，雷神公司首次披露了其采用类似 CHAMP 技术的陆基高功率微波验证机的试验情况。据称，雷神公司已经研发出以高功率磁控管为基础的高功率微波武器———“相位器”( Pha- ser) 系统，如图 5 所示。2013 年，雷神公司的 Phaser 系统安装在 1 台拖车装载的 6 m 储存箱内， 在陆军火力卓越中心成功演示验证了对抗多架无 人机的能力。为了使高功率微波达到可用状态，雷神公司为 Phaser 系统配备了火控雷达，使之可以进行自动目标跟踪与指引，并确定是否向目标发射高功率微波。雷神公司最初希望为美国陆军研 发高功率微波武器，但经过改装，该武器也可供美国海军或空军使用，主要用于反无人机。

       经过改进的高功率微波武器于2016 年9月30日～10月3日在陆军靶场进行了实弹试验，击落 1 架 Flanker 无人机和 1 架 Tempest 无人机，验证了雷神公司自 2013 年以来新研发的技术。雷神公司表示在合同授予之后的 18 个月内就能够交付相应 的作战系统，并且每年制造 5～10 套系统。2017年5月2日，雷神公司获得美国空军价值 1 500 万美元的合同，用于帮助美国空军确定在战机上使用具有电子毁伤效能的电磁脉冲武器的可行性。该合同是美国空军研究实验室( AFＲL) “高功率电磁”( HPEM) 研究项目的一部分。位于科特兰空军基地的 AFＲL 定向能部要求雷神公司研究各种方法，将未来 HPEM 技术集成到飞机武器系统。根据合同，雷神公司将对研发和在飞机上使用 HPEM 武器的可行性进行评估，开展概念研究，并为研制装备飞机的 HPEM 系统和组件进行相关测试。雷神公司还将使用仿真工具对未来配备 HPEM 武器的飞机性能及任务操作进行评估。基于 HPEM 的机载电磁脉冲武器有潜力摧毁敌方传感器、通信系统、武器和其他电子系统，同时不会造成人员伤亡。雷神公司将在科特兰空军基地开展工作，计划于 2020 年 8 月前完成。 

1.2 俄罗斯 

       前苏联在 20 世纪 80 年代就已经开展了相关高功率微波效应试验。在 2001 年的马来西亚海事宇航展上，俄罗斯展示了名为 Ｒanets-E 的高功率微波武器系统，该系统可使来袭战机和导弹的电子设备失效。近年来，俄军正致力于研究高功率微波防空反导武器技术。2015 年，俄罗斯宣布为“山毛榉”防空导弹系统研制出一种超高频武器 系统( 非正式命名为“微波炮”) 。该系统装备有 1 个高能相对电子束发射器、反射器天线、管理控制系统以及固定在“山毛榉”防空导弹底座的发射系统，可对低空目标和高精度武器的电子设备进行抑制，使飞机、无人机、制导导弹等的电子设备失效。通过该微波武器系统提供的 360°防御，可在被防护目标周围形成 10 km 的空域禁区。在 2015 年举行的第 12 届莫斯科航空航天展上，俄罗斯无线电电子技术公司( KＲET) 展出了其 Krasukha－2 车载高功率微波干扰系统，该系统可对距离 150～300 km 的预警机( 尤其是美国 E－3 预警机) 实施干扰。最新的 Krasukha－4 陆基电子压制系统能对抗美国 E－8C 监视机、“捕食者”无人机、“全 球 鹰”无 人 机 和“长 曲 棍 球”侦 察 卫 星。2016 年，KＲET 公司披露将在俄罗斯第六代飞机编队配属的无人机上安装高功率微波武器，使敌机的电子设备失效。该计划面临的最大挑战就 是保证无人机上各种电子仪器不受高功率微波影响而能正常工作。据报道，KＲET 公司正在研发一款大功率超高频脉冲武器———“阿拉布加”( Alabuga) 导弹。“阿拉布加”计划由俄罗斯国防工业界提出，是一款新型电磁导弹，使用大功率超高频发射器，能够彻底瘫痪 3.5 km 内的所有电子设备。在未来的电子战武器发展中，“阿拉布加”导弹将成为俄国防工业具有代表性的项目，目前有关超高频脉冲武器的研究成果已被俄罗斯列为最高保密等级，其余部分研究成果将用于开发携带爆磁发生器的电磁炮弹、炸弹和导弹等。在 2016 年 9 月举办的 2016 军事论坛上，俄罗斯国防部首次公布其已研制出一种无线电武器系统并进行了验证，已证明了其效能。这种全新的武器采用新的杀伤原理，主要用高能定向能量束来摧毁飞机和精确制导弹药。 

1.3 欧洲 

       德国、英国和法国也在大力发展微波武器技术。2004 年，德国曾透露德国莱茵金属公司在研究一种摧毁小型巡航导弹和无人机电子设备的高功率微波武器。目前，德国、法国都重点开展了高功率微波武器小型化技术研究。英国以 BQM－145A 中航程无人机为平台，正 在探索发展机载高功率微波武器，未来将研制小型化和可重复使用的高功率微波武器。BAE 公司把激光技术和微波技术结合起来研制一种新的机载定向能武器，总功率超过10 GW，可有效对 付战机和导弹。MBDA 公司也进行了将高功率微波装置用于无人机或巡航导弹的试验。

02高功率微波武器对抗技术途径分析

       目前，导弹武器系统可以采取一些对抗措施来应对高功率微波武器的威胁。 

2.1 提高导弹隐身能力和加强电磁防护 

       采用新型隐身材料来提高导弹隐身能力，降低导弹突防时被发现的概率，同时加强电磁防护， 提高导弹抗杀伤能力。 

2.2 增强导弹机动性和灵活性 

       导弹可以利用灵活多变的弹道形式来破坏机 载预警雷达的探测与跟踪，从而减少高功率微波武器系统的反应时间。 

2.3 拓展现有弹载干扰设备能力和发展新型智能 

       弹载干扰设备 弹载干扰设备可采取灵活多样的干扰样式， 以应对先进雷达和雷达抗干扰技术的发展; 针对 高功率微波武器系统频段宽的特点，扩展现有干扰机的频段; 通过具备角度欺骗能力，来破坏高功率微波武器跟瞄系统的角度跟踪能力。在现有弹载干扰基础上开发新型智能弹载干扰设备，使之具备良好的战场态势感知能力，可在复杂电磁环境下获取真实目标信息，并选择和优 化干扰策略，提升干扰设备自主能力的同时大大 提高导弹的电子对抗能力。 

2.4 开展导弹协同干扰技术研究 

       导弹群中，一枚导弹可通过弹间数据链，协调和控制其他弹上自卫干扰机的干扰样式和时机，实现多个干扰机之间干扰资源的网络化协同分配，对高功率微波武器侦察制导系统形成多源干扰，从而大大提高导弹群的突防概率。

03结束语

       高功率微波武器作为集软硬杀伤和多种作战功能于一身的新概念武器，其在未来战场的突出优势引起各国广泛关注，目前正处在一个快速发 展并逐步走向应用的重要时期。美国正在研发空基、地( 海) 基高功率微波武器，未来还将发展天基高功率微波武器。俄罗斯已有相应的技术基础。欧洲也在发展高功率微波武器技术。但是，受投资和技术限制，目前大部分武器项目都还处于研究阶段，仍有一系列难题需要解决。高功率微波武器 不会完全取代常规动能武器，它与其他武器结合起来才能发挥最大作战效能。在深入研究高功率微波武器技术的同时，需要做好高功率微波武器对抗技术的研究，这样才能在未来战争中掌握主动权，使对手无机可乘。

来源：航空兵器

作者：赵鸿燕