雷達對抗高功率微波武器措施探討

朱紅緋

（空軍空降兵學院，廣西 桂林 541003）

摘要：高功率微波武器的快速發展，對軍用電子設備構成了極大的威脅，使用了大量電子設備的雷達，也極易被高功率微波武器所干擾和毀壞而失去戰斗力。論文介紹了高功率微波武器的概念、特點，分析了高功率微波影響雷達的途徑，并從屏蔽加固和戰場防衛方面探討了雷達對抗高功率微波武器的措施。

關鍵詞：高功率微波武器；雷達；對抗措施

The Discussion of Countermeasures for Radar to HPM Weapon

Zhu Hong-fei

（Air Force Paratrooper College，Guilin 541003，China）

Abstract： With HPM weapon’s rapid development，it has become a big threat for military electronic equipments. Radar using a large number of electronic equipments can be disturbed and destroyed by HPM weapon easily so as to lost the fighting force. In this paper the concept and characteristic of HPM weapon is introduced，and influence ways of HPM weapon to Radar is analyzed. Countermeasures for Radar to HPM weapon are discussed on shielding reinforcement and battlefield defense.

Keywords： HPM weapon，Radar，Countermeasures

引言

高功率微波武器經過多年的研究，現已到了實用階段，在海灣戰爭、科索沃沖突及伊拉克戰爭中已逐漸覓到它的身影，它將對雷達構成嚴重的威脅。

1 高功率微波武器

高功率微波（HPM-high power microwave）是指峰值功率超過100兆瓦，頻率在1至300吉赫的電磁波。HPM武器又稱射頻武器，是將高功率微波源產生的微波，經高增益天線定向輻射，將微波能量匯集在窄波束內，以極高的強度照射目標，從而干擾及毀壞敵方電子設備，破壞敵方的雷達、通信、指揮與控制系統，使敵方武器系統失去戰斗力的一種定向能武器。

目前研制的HPM武器有兩種：一種是單脈沖式微波彈，其利用炸藥爆炸壓縮磁通的方法，將電能轉換成一個HPM脈沖，再由天線發射出去，不能重復使用。另一種是多脈沖重復發射式HPM武器，它與雷達相似，可以重復發射多個HPM脈沖，消耗的只是能源。多脈沖重復發射式HPM武器根據用途又分兩類：一類是“HPM干擾機”，這是一種強力干擾機，主要用于干擾衛星等平臺上的電子設備；另一類是“HPM炮”，它主要是用于攻擊地面或空中武器裝備中的電子設備。

其特點如下。

（1）HPM武器具有近乎全天候作戰能力，因為電磁波可以穿過煙霧、云雨，它不像激光和紅外武器受能見度的影響，更不會像光學制導武器在夜間就失去作戰能力。

（2）HPM武器比高能激光、粒子束武器波束寬，一般能淹沒目標，命中率高。不必像激光、粒子束武器那樣對目標進行精確地跟蹤和瞄準，并能殺傷多個目標。

（3）HPM波束主要是耦合進入電子設備內部對電子元器件進行毀傷，而對人員傷害可以較小，所以適于非致命性交戰。

（4）射速高，毀殲概率大。常規高炮每分鐘的射速為幾百發，而HPM武器可做到100～200Hz的重頻，即每分鐘可發射6000～12000次。

2 HPM武器對雷達的影響途徑

HPM通過輻射耦合和傳導耦合進入雷達系統，干擾及毀壞雷達的敏感器件。輻射耦合是指通過電磁波的形式將能量轉移至被干擾對象；傳導耦合則是指電磁能量以電壓或電流形式通過金屬導線或元器件耦合進入，包括直接傳導耦合（電導性耦合、電感性與電容性耦合）和轉移阻抗耦合。

HPM進入雷達的途徑主要有以下幾種：雷達天線、信號線、電源線、地線、雷達車上的孔洞、縫隙等。天線耦合又稱前門耦合，HPM通過輻射耦合在雷達天線上產生感應電流而進入接收系統；信號線、電源線、地線等傳輸電纜，對HPM來說，就是一些不同處于不同位置的天線，HPM可通過它們進入雷達系統，即使是有屏蔽的傳輸電纜，HPM也可通過屏蔽層和芯線間的轉移阻抗耦合而進入；孔洞與縫隙耦合又稱后門耦合，HPM可先通過這些孔、隙（雷達車通風孔、窗戶、設備面板上裝有表頭和按鈕開關以及顯示器的部位、雷達門、箱蓋的連接處等）耦合進入雷達車內，再以傳輸電纜耦合的形式通過導線、電源線等進入雷達系統。最后，無論是以哪種途徑進入雷達的HPM，都會通過傳導耦合的形式傳到雷達的敏感器件（如微波檢波二極管、混頻器、計算機芯片等）上，使敏感器件上產生較大的電壓或電流，從而使敏感器件不能正常工作，雷達系統受到干擾甚至失去作用。

3 雷達對抗HPM武器的措施

3.1 技術措施

3.1.1 天線通道的防護

雷達要通過天線向空間發射及接收電磁波，因此天線通道必須開放，HPM從天線耦合進入電子系統是難以避免的，必須采取措施減小或阻止HPM進入。

雷達接收的回波信號會被送到接收機進行處理，提取目標的相關信息。為保護接收機的安全，在接收機前端設置有接收機保護電路。因此從雷達天線通道進入的信號，首先遇到的就是接收機保護器。接收機保護器由環行器、放電管、限幅器等組成，放電管在其中起了很重要的作用。當進入放電管的HPM強度在放電管允許范圍內，放電管就放電短路，將大部分HPM反射，從而保護接收機前端；當強度超過其承受能力時，放電管損壞，以至于后面的限幅器和接收機高頻前端都有可能出此案硬損傷。而早期雷達采用的放電管是有源的，在關機狀態是不起作用的，這樣關機防打擊的措施反倒使高功率微波更容易攻擊雷達，因此，從防止高功率微波的角度，新型雷達應采用無源氣體放電管，而對于老舊雷達，則應對其中的有源放電管進行更換，這樣無論在任何時候都可對接收機進行保護。

3.1.2 電纜耦合防護

對從傳輸電纜進入的干擾，可采取以下措施進行消除：采用屏蔽傳輸電纜，使進入的電磁干擾盡可能減小；在雷達與傳輸電纜的連接處要采取濾波的屏蔽處理；在雷達電路設計制造時要注意電感的屏蔽；以及地線的正確使用等。

3.1.3 孔洞和縫隙耦合的防護

屏蔽孔洞耦合的措施有：一是用金屬屏蔽網、蜂窩波導通風板、屏蔽玻璃（編織的細金屬網夾于兩塊玻璃或有機玻璃之間）來屏蔽孔洞，以減小孔洞耦合。二是在必須開孔的地方，盡量開成圓孔，因為矩形孔比圓形孔的泄露大。此外在孔的背面要安裝附加屏蔽罩，在面板與屏蔽罩之間加入導電襯墊，以減少縫隙，改善電接觸，增加屏蔽效果。三是電源線和信號線出入雷達處都要采取濾波的屏蔽處理，減少不必要的干擾信號能量耦合進入腔體。四是在永久孔洞可以配上截止波導管，在按鍵開關上可用管帽套住并配上金屬墊片，以獲得屏蔽效果。

減小縫隙耦合可采取以下的措施：一是減小縫隙，使車體各部位接觸良好。二是增加縫隙的深度，減小耦合。三是采用非直通縫，這樣進入腔體的微波能量比直通縫要少得多。四是可用微波吸收材料填充孔縫各處間隙，吸收耦合進入孔縫的微波能量，從而阻止HPM進入腔體。

3.1.4 電涌保護器的使用

在一些情況下，HPM脈沖會在系統產生十分強大的瞬時電壓或電流的干擾，統稱為電涌電壓（電流）。這種電涌電壓（電流）含有非常大的能量，如進入雷達設備，不僅會引起干擾，而且會導致設備中的器件、部件和電路嚴重損壞，因此必須采取措施防止電涌的沖擊，故使用電涌保護器件，進行限幅鉗位或旁路分流。當電涌電壓超過某一閾值，立即把電位限幅鉗位，讓電流從旁路分流泄放掉。在設備的出入口處采用電涌保護器件，以防止電涌電流的進入。

3.2 戰術措施

3.2.1 戰場防護

（1）陣地的隱蔽和防護。

雷達陣地的隱蔽和防護，直接影響到雷達的防偵察能力和生存能力。在雷達陣地建設中，一是要運用偽裝器材、材料對雷達及工事實施有效偽裝，避免敵方偵察；二是要配置一定的假目標、誘餌等，使敵人難辨真假，提高雷達的生存能力。三是利用微波防護涂料、微波防護膠棉等防護材料對雷達進行保護，這些材料對HPM都有很強的吸波作用，可最大限度衰減微波能量，減輕HPM對雷達的影響。

（2）加強雷達的機動能力。

雷達均有較強的機動能力，可增加敵方攻擊的難度，避免被動防御的窘境。一是搞好機動預備陣地建設，各雷達站都要準備自己的機動預備陣地，一旦形勢緊張或局部戰爭第一波次攻擊開始，雷達站可就近向預備陣地機動；二是增強雷達的機動性能，縮短撤裝時間，實時機動到預備陣地。

3.2.2 嚴格雷達操作使用

正確操作及使用雷達可以降低被偵查及攻擊的危險。一是嚴格電磁管制和適時開機；二是嚴格雷達保密頻段的使用，未經批準，一律不準使用其頻段；三是維護和檢查雷達需要加高壓時，可將天線波束轉向內地方向并指向地面；四是在保證不延誤戰機的前提下，盡量壓縮雷達升高壓或跟蹤目標的距離。

3.2.3 時間回避

當干擾非常強，但又在一定時間內存在時，通常采用時間回避的方法，即在瞬時干擾的前期征兆出現時，利用高速電子開關將信號通道、電源切斷，使系統暫時停止工作，待瞬時干擾過去后，再重新使信號通道和電源接通，系統恢復工作。

3.2.4 摧毀HPM源

要想解除HPM武器對雷達的威脅，摧毀高功率微波源是最徹底的方法，這需要多兵種多種兵器的協同。平時注重搜集敵方HPM武器的詳細資料，進行相應的偵查，戰時依靠多兵種主動出擊，在敵方發射或投放之前摧毀其平臺或飛行器。

4 結束語

從雷達對抗HPM的措施可以看出，要避免或減小HPM的攻擊，首先要做好對HPM的防護，增強雷達自身的抗攻擊能力，而這種能力的獲得，主要是在雷達的設計生產階段，在設計中如果把抗HPM能力作為一個重要的指標加以考慮，生產中把HPM可能進入的途徑都加以屏蔽，則就會大大增強雷達的生存能力，但遺憾的是目前在雷達的設計生產上這個問題仍被忽視。隨著HPM武器脈沖功率的增大，雷達將面臨更嚴峻的威脅，要徹底消除HPM對雷達的威脅，只有摧毀高功率微波源。

作者簡介

朱紅緋（1965-），女，副教授，研究方向：火力控制、雷達對抗。