文档介绍：高功率微波对抗技术分析
摘要以电磁能量为基础的“硬杀伤”式高功率微波对抗技术是一种全新的电子对抗形式,日益受到西方发达国家的重视。论文对高功率微波武器的系统组成、工作特点,以及其强电磁耦合效能进行了分析研究;提炼出了防空和空间高功率微波武器系统需要解决的一些关键技术,为将来高功率微波武器的研究和应用提供技术支持。
【关键词】高功率微波电子对抗电磁耦合效能关键技术
高功率微波(High-Power Microwave, HPM)是学术界研究产生相干强电磁辐射采用的学术用语,是指峰值功率大于100MW,-300GHz的相干微波辐射[1-6]。通常产生这种电磁波的源是一种运行在强流相对论电子束(Intense relativistic electron beam, IREB)条件下的装置。
高功率微波作为一个相对来说比较新的研究领域,在国防、科学研究中具有巨大的应用前景。其中,高功率微波武器(HPMW)作为三大定向能武器之一,利用定向发射的高功率微波束,可以达到毁坏和干扰敌方武器系统、信息系统和通信链路中的敏感电子部件,以及杀伤敌方作战人员的作战效果。
HPMW概念最早由《美国空军2025年战略规划》提出,根据美国电子工业协会报道,美国在2006年已完成了天基HPM系统建模与仿真试验。美国近年来在HPM脉冲源的研究投资就达到数亿美元/年。此外,俄、英、法、德、日等国都竞相开展了高功率微波源和微波武器的研发工作。可以说,HPMW的提出和发展,使电子战概念从传统的以阻止或削弱敌人对电磁频谱的有效利用为目的的
“软杀伤”,扩展到以电磁能量为基础的“硬杀伤”,是一种全新电子对抗形式。
1 HPM武器组成
高功率微波武器(HPMW)向外空间辐射的典型微波峰值功率可达GW量级,-300GHz。整个武器系统由初级电源、驱动源、HPM发生器、指挥控制系统、跟瞄系统、传输与发射系统组成,如图1所示。
其中,初级电源为驱动源提供能量,驱动源将电能量转变为高功率强脉冲电子束;在HPM发生器内,电子束与电磁场相互作用(束-波不稳定相互作用),产生一定频率和模式的高功率微波;跟瞄系统获得目标方位及俯仰信息,反馈给指挥控制系统;指控系统引导整个系统,将高功率微波通过传输与发射系统辐射至外部空间,完成对目标的打击。
与原有的武器系统相比,HPMW具有以下特点:全系统简单、可靠性高;系统使用费效比高,可以精简操作人员;电子对抗过程只需消耗电能,以电磁波方式打击,所以系统反应速度、打击速度(光速)快,且系统全寿命周期费用远低于常规导弹对抗系统。
2 HPM武器效能
高功率微波武器辐射强微波能量,通过高容量、高增益传输发射系统,以时域极窄的脉冲(几十ns)通过天线聚集在一个空域窄波束中。敌方电子设备受电磁辐照后,工作性能会降低甚至完全失效。当前军事武器系统中(如通信卫星、导航卫星、巡航导弹等),广泛应用的各种大规模集成电路和超高速集成电路,对于高功率微波辐射脉冲来说是十分脆弱的目标。
高功率微波能够通过敌方系统的“前门”耦合进入电子系统,也可以通过“***”耦合方式进入,造成系统内部电子器件的损伤、失效甚至烧毁。对于飞行器来说,“前门”耦合通道主要是其对地通信链路中的测控及数传天线、告警雷达天线等,以及各单机的