美國高功率微波導彈發展研究

高功率微波（HPM）導彈是指高功率微波武器載荷與導彈平臺相結合的新概念導彈武器裝備，可用于攻擊重要軍事電子信息系統以及城市重要電子信息基礎設施。其HPM載荷可在極短時間內通過高增益天線將微波能量聚集在很窄的波束內，形成功率高、能量集中且具有方向性的微波射束，以極高的強度照射目標，干擾或損壞目標設備的電子元器件，使其失效或失能。高功率微波導彈可作為信息對抗中的重要攻擊武器，美軍一直高度重視其研發，以期在未來戰爭中奪取優勢。

對導彈進行HPM攻擊示意圖

高功率微波導彈對目標系統的破壞程度取決于其到目標的距離、目標的易損性、產生的功率大小和微波輻射的頻率、脈沖寬度等因素。從殺傷機理上看，其利用電效應、熱效應和生物效應等對各類目標實施軟、硬殺傷。高功率微波通過前門（天線、傳感器接口）和后門（電纜縫隙、結構耦合）進入敵方系統，干擾或損壞重要傳感器，毀壞關鍵電子元器件。目前，高功率微波導彈主要通過電效應進行目標毀傷。其特點是作用迅速、可重復性強且附帶損傷較低，適用于對信息化裝備實施精確軟殺傷。

近年來，美國進行了陸?？斩嗥脚_的高功率微波武器研發與應用研究，包括相位器（PHASER）、戰術高功率作戰響應器（THOR）、高功率微波反電子增程型空軍基地防空（CHIMERA）系統、雷神之錘（Mj?lnir）系統、列奧尼達斯（LEONIDAS）系統、反電子設備高功率微波先進導彈項目（CHAMP）、高功率聯合電磁非動能打擊武器（HiJENKS）、墨菲斯（MORFIUS）無人機載高功率微波武器、郊狼-3（Coyote Block-3）無人機和車載毫米波主動拒止等。同時開展了大量的作戰概念開發、樣機研制和演示驗證活動，大力推進高功率微波武器發展與部署應用。目前以美空軍研究實驗室的雷神之錘為代表的系統，已多次開展反無人機集群試驗驗證，展示了對多目標的非動能壓制能力。同時，美陸軍推進的Leonidas高功率微波武器系統已完成原型交付，并已部署至中東等地區開展實戰環境測試?？傮w來看，美軍高功率微波武器正由技術驗證階段向戰術應用過渡。近年來，美軍開展了多項高功率微波導彈研究，加速其實戰化部署應用，這促進了美國高功率微波導彈的技術進一步成熟。美空軍早在2018年便公布過高功率微波武器發展路線圖，最終計劃于2029年后研制出可裝備第五代戰斗機和無人機的高功率微波武器。

反電子系統高功率微波

先進導彈項目

CHAMP項目是美空軍研究實驗室據國防部要求，于2008年10月啟動的高功率微波演示器研發項目，旨在演示和評估高功率微波導彈的作戰能力。波音公司為項目主承商，負責提供載機和進行系統集成，以降低技術集成的風險和實現軍事應用；項目關鍵的微波發生器則由Ktech公司研發；桑迪亞國家實驗室負責為該項目提供脈沖功率系統。

美空軍研究實驗室2018年公布的

高功率微波武器發展路線圖

研發歷程。2009年，波音公司獲得為期3年的聯合能力技術演示項目，為CHAMP導彈提供高功率微波系統，這個系統要求能夠承受導彈飛行中的嚴酷環境，并在實戰環境下可靠工作。在完成地面測試和模擬飛行試驗之后，CHAMP導彈分別于2011年和2012年進行了兩次作戰飛行試驗。試驗中，HPM載荷被安裝在AGM-86巡航導彈上，成功攻擊了預定目標。試驗證明，CHAMP導彈具備自主導航、定向和釋放高功率微波的能力，并能同時對多個目標和不同地點的目標發起進攻，且可對打擊時間進行控制。2019年有媒體稱，美空軍研究實驗室宣布已經有至少20枚該型導彈進入美國空軍服役。2024年，英國《每日郵報》網站稱美空軍已悄悄部署CHAMP導彈。但據專家判斷，美國應該尚未部署高功率微波導彈。

AGM-86空射巡航導彈

技術與性能分析。關于CHAMP導彈的技術性能參數，目前尚未有官方披露，相關細節仍處于保密狀態。綜合現有公開信息可知，該武器系統主要由搭載高功率微波裝置的巡航導彈平臺及配套控制設備組成。未來CHAMP或考慮采用聯合空地防區外導彈等平臺，以提升其作戰靈活性，并可能逐步拓展至無人機及其他航空器平臺的應用。系統中的高功率微波生成部分主要包括微波源與脈沖功率源兩大模塊。

CHAMP導彈

微波源方面，項目初期由專業從事定向能技術研發的Ktech公司承擔主要研制工作。其在緊湊型脈沖功率領域具有長期積累，曾成功開發基于線性傳輸驅動技術的脈沖功率裝置及高效磁控管。在承接CHAMP微波源研制任務后，該公司還開展了針對磁控管陰極性能提升的研究，旨在延長器件工作壽命并提高輸出穩定性。目前該系統所使用的微波源為功率量級在吉瓦左右的磁控管裝置。

脈沖功率源方面的研制由 桑迪亞 國家實驗室負責。該機構提供了包括高電壓緊湊型脈沖功率系統在內的關鍵硬件，并參與了系統測試與優化工作。其具體貢獻涵蓋多套Marx發生器系統的研制與交付，其中涉及用于工程開發、地面試驗及飛行測試等多個版本。此外，實驗室還成功實現了雙脈沖Marx發生器的技術驗證，并對脈沖功率源的絕緣結構進行了設計改進。

高功率聯合電磁非動能打擊

反電子系統高功率微波先進導彈項目結束后，為了進一步研究和發展高功率微波導彈，美空軍和海軍于2017年聯合啟動了為期5年的高功率聯合電磁非動能打擊武器（HiJENKS）項目。該項目由美空軍研究實驗室定向能部牽頭，旨在通過減小設備尺寸和重量，并增加通用性來解決CHAMP作戰應用問題。該項目有四個主要研究目標：一是讓單枚導彈具備多目標打擊能力；二是降低附帶損傷；三是打造適應空軍和海軍作戰應用的高功率微波載荷；四是完成機載平臺多任務、多目標高功率微波載荷平臺集成和實彈演示驗證。

HiJENKS作戰應用示意圖

研究內容。HiJENKS項目主要包括系統研究與作戰應用兩個子項目。系統研究子項目內容包括：研制擴展電磁毀傷效應的高功率微波載荷；進行高功率微波載荷機載平臺集成及多平臺適應性研究；進行相關靶場設施建設，并開展動態演示和高功率微波載荷多目標電磁打擊試驗；交付兩套有效載荷艙，供海、空軍進行靜態試驗和計算機模擬動態飛行試驗；完成高功率微波載荷集成，并進行多次功能性演示驗證試驗、系統試驗以及環境試驗、振動與沖擊試驗、電磁兼容試驗、武器有效性測試；最后驗證高功率微波載荷的有效輻射功率、每次攻擊微波脈沖數量、攻擊次數、電子設備毀傷效果等性能指標。

作戰應用子項目主要進行HiJENKS有效載荷系統集成任務規劃軟件和控制系統的開發，即增強HiJENKS載荷在新空基平臺上的穩定性，并提升在作戰使用場景下的任務規劃能力，之后進行相關軟件和硬件架構的驗證和認證。HiJENKS項目通過風險降低研究、作戰應用分析和系統環境試驗，實現了成本的降低。2022年7月，HiJENKS在加利福尼亞“中國湖”海軍航空武器站順利完成最終能力評估。在后期的地面試驗中，進行了多次打擊試驗，驗證了作戰性能。

技術與性能分析。HiJENKS武器系統性能指標屬于高度保密內容，但可以對其性能特征進行初步分析。該項目的研究成果是一種多脈沖高功率微波載荷，通過分析可用技術、技術成熟度、技術適應性，發展高功率共形天線、先進高功率射頻源、高能脈沖功率組件、用于高壓大功率電子系統的先進結構和電磁材料等。

該項目改進了預測模型以支持系統任務規劃研究，并進行了射頻天線輸出、射頻傳播及其與復雜外形目標交互的建模與仿真，以確定有效毀傷目標的關鍵脈沖功率和射頻組件指標，并降低HiJENKS系統尺寸、質量和功耗。

有效載荷尺寸更輕小。該項目研制的強電磁脈沖戰斗部，采用爆炸電磁發生器。其主儲能器的質量和功率、產生的電磁脈沖功率目前尚不清楚，但其尺寸和質量有所減小，環境適應性顯著改善。同時主要性能指標高于此前的CHAMP項目，可以發射更強的電磁脈沖。新的裝載平臺AGM-158系列導彈高約45厘米、寬約55厘米，可攜帶約450千克的有效載荷，而此前裝載CHAMP載荷的AGM-86空射巡航導彈彈徑約為63厘米、最大可攜帶約1360千克的有效載荷。此外，由于HiJENKS系統對平臺適配要求較低，其有效載荷有望集成于無人機等輕型平臺。

低成本電磁脈沖成形開關。該項目配套研制了新的低成本兆瓦級等離子開關，以實現快速高功率電磁脈沖成形，該裝置重量小于22.8千克，體積小于0.5立方米，關斷時間小于10納秒，可通過組合多個開關獲得所需的高功率電磁脈沖波形，并于2021年完成了L/S波段8兆瓦功率的電磁脈沖成形演示試驗，技術成熟度達到6級。

技術發展重點

高功率微波導彈武器的關鍵技術包括：高能密度儲能技術、磁通壓縮技術、高功率開關技術、大功率天線技術和高功率微波產生技術等。經過多年的技術發展，美國在高功率微波領域的技術儲備使其具備了研發多脈沖、大功率微波導彈的能力。

在高功率微波導彈演示器成功完成系統集成和飛行演示后，美軍正進一步加強高功率微波導彈作戰效能研究，深化目標毀傷機理及作戰效果的研究，降低武器體積、質量，提高與平臺的適配性，以期全面提升電磁脈沖武器戰場實用化水平。

目前重點布局的技術方向有五個。一是脈沖功率源技術。重點研究高峰值功率脈沖波形，縮短上升沿時間，提高單脈沖能量和脈沖重復頻率，并優化輸出頻譜特性。二是微波與毫米波能量源技術。發展緊湊型、高儲能、高功率微波及毫米波輻射源，綜合優化工作頻率、峰值功率、脈沖重復頻率和脈沖寬度。三是高性能輻射天線技術。即通過優化天線設計，滿足下一代高功率微波/射頻（HPM/RF）系統要求。提高天線增益和方向性以擴大有效作用距離，同時降低天線孔徑尺寸和系統質量，提升平臺適配能力、機動性以及精確指向與控制能力。四是高功率微波與電磁脈沖效應建模與仿真技術。重點開展電磁耦合機理與目標毀傷效應研究，構建復雜電子系統在強電磁環境下的多尺度耦合模型，精準預測目標等效耦合截面。開展毀傷效果仿真，評估不同作用條件下的毀傷概率與系統作戰效能。五是系統集成與平臺適配技術。重點解決微波載荷的小型化、模塊化與抗干擾設計問題，實現其在巡航導彈、無人機、小型陸基機動和艦載平臺上的高效集成，并提升系統的環境適應性與作戰可靠性。

對未來戰場的影響

通過多年的研究，美軍已成功地實現了高功率微波載荷與導彈平臺的集成，初步解決了脈沖功率裝置的小型化、高功率微波天線設計、緊湊型高功率微波源以及導彈的自防護等關鍵問題。盡管其實戰化應用仍需解決一系列問題，但其實戰化部署完成后，將對未來戰場作戰產生重大影響。

可實施區域電磁壓制，具有極強癱毀能力。作戰中，美軍高功率微波導彈可在目標上空待機盤旋，毀傷對手戰區重要目標與區域電子設備，包括對手戰區各類作戰平臺與精確制導武器、偵察監視情報系統、指揮控制通信系統、軍事信息網絡的電子設備。還能遠程奔襲抵近對手縱深區域，毀傷對手國家重要政治、經濟中心的計算機網絡，毀傷衛星廣播電視信號轉發節點和無線通信網絡節點，這不僅可以嚴重癱瘓對手作戰能力，還能影響民眾心理和生產生活。

高功率微波導彈具有強癱瘓能力

改變傳統防空作戰樣式，給防御方帶來巨大威脅。美軍對高功率微波導彈寄予厚望，在于其可以顛覆性改變未來戰爭攻防格局。在實施防空壓制作戰時，將首先運用高功率微波導彈對先驗信息特征少的多個目標進行區域覆蓋打擊。高功率微波導彈可遠距離、多次發射強電磁脈沖打擊目標。突防后將擾亂、降級、毀傷對手防空反導關鍵指揮通信與雷達設備，并可協同其他精確火力打擊對方要害目標、破襲對手防御作戰體系。

將成為未來網絡電磁對抗的利器。高功率微波導彈通過對功率、頻譜及作用方式的精確調控，實施網絡電磁對抗與非動能打擊。依托隱身化設計、低空與超低空突防能力以及復雜航路規劃，可有效規避和突破敵方防空與預警體系，深入縱深區域，對電力系統、通信系統及公共交通等關鍵基礎設施實施電磁壓制與功能毀傷。以精確可控的電磁干擾與高功率注入手段，對網絡電子設備實施物理層網電攻擊，破壞其信息處理與傳輸能力。還可通過地下工事的通風口、電纜、進排水管等路徑的耦合，摧毀或干擾地下電子設備，使地下指揮控制、通信等電子系統陷于癱瘓、失能狀態。

結 語

信息化、智能化戰爭對微電子器件、電子設備、計算機和通信網絡系統的依賴程度與日俱增。高功率微波導彈兼具遠程導彈持續飛行、大航程和高功率微波武器高效非接觸毀傷優勢，正在重塑信息化戰場的攻防邊界。其發展一直以來備受美軍重視，被視為“改變戰爭規則”的武器。隨著美軍高功率微波導彈技術的成熟，高功率微波導彈的研發攻防已演變為各國搶占未來“制電磁權”的戰略焦點。

免責聲明：本文轉自軍事文摘，原作者蘭曉宸、朱愛平。文章內容系原作者個人觀點，本公眾號編譯/轉載僅為分享、傳達不同觀點，如有任何異議，歡迎聯系我們！

轉自丨軍事文摘

作者丨蘭曉宸、朱愛平

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