無人機蜂群的剋星：探秘美國新型高功率微波武器
來源：軍事文摘作者：孔令岩 等
從近年的軍事實踐來看，無人機在現代戰爭中的地位和作用日漸突出，越來越多各類型的無人機已經投入實戰，無論是實施情報偵察還是火力打擊，無人機的實戰化效能已經得到了充分的發揮。相關報道接連不斷，2020年1月3日，美軍使用的MQ -9死神無人機發射地獄火導彈成功暗殺伊朗聖城旅最高指揮官；2016年9月28日，美軍使用無人機對索馬利亞中部地區實施空襲，造成至少22名索馬利亞士兵死亡、16人受傷；在伊拉克戰爭中，美軍首次使用全球鷹無人機執行協調和偵察任務。同時，美軍也不斷遭受無人機襲擊並且損失慘重。
胡賽武裝曾向沙特的艾布哈機場放飛大量無人機，儘管美軍和沙特政府軍進行了防空攔截，但是從事後的調查發現，只有1架胡賽武裝的無人機被成功攔截，其餘的均突破了防空網，給美軍和沙特政府軍造成了不小損傷。這些原因促使美軍加速開發用於反制無人機的新方法、新技術、新武器。美軍認為：對於協同行動的無人機蜂群來說，擊落其中的少數幾架根本無法消除威脅，必須開發能夠一次性消滅大量無人機的武器系統，而高功率微波武器可能成為反智能無人系統及集群的最佳選擇。
探秘美國新型高功率微波武器
神秘的高功率微波武器
美軍把高功率微波武器稱為是一種「改變遊戲規則」的新概念武器。高功率微波武器又可稱為射頻武器，是利用高功率微波束毀壞敵方電子設備和殺傷敵作戰人員的一種定向能武器，可在極短的時間內通過高增益天線定向輻射高功率微波，使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。
高功率微波武器的工作頻率為300MHz～300GHz，脈衝峰值功率可在100兆瓦以上，具備光速傳播、瞄準精度要求較低、同時殺傷多個目標等優勢。其可利用電效應、熱效應和生物效應等對各類目標實施軟、硬殺傷，通過前後門耦合進入敵方電子系統，干擾或損壞重要感測器，毀壞關鍵電子元器件，干擾或毀壞計算機、通信系統，對雷達、導航、通信、戰場感知等武器裝備系統有很大威脅，是信息對抗中的重要攻擊武器。
高功率微波武器有望成為未來無人機群的「大殺器」
按照平台不同，高功率微波武器分為陸基/海基、空基和天基3種類型。陸基/海基高功率微波武器以車輛、坦克或艦船為平台，目前主要用於反精確制導武器等近程防禦，未來發展目標是反衛星；空基高功率微波武器以巡航導彈或者無人機為平台，主要用於攻擊地面/空中電子信息系統；天基高功率微波武器以衛星為平台，主要用於反衛星或臨近空間目標，戰略應用價值非常高。
按照作戰使用，高功率微波武器可分為兩種：一種是一次性使用的高功率微波彈；另一種是可重複使用的高功率微波武器，可裝備到車輛、艦船、飛機上作為攻防武器，用於攻擊和防禦反艦導彈、空空導彈等戰術導彈和無人機等。自20世紀70年代以來，美、英、法、德、日和蘇聯等相繼開展了高功率微波技術研究。進入21世紀，開始向軍用平台和進攻型武器的方向發展。目前，高功率微波技術已成為國際上的一個研究熱點，也是正在高速發展的一項新概念武器技術。美、俄、法、英、德等都很重視高功率微波技術的研發和應用，從總體上看，美國和俄羅斯的研究水平較高。
雷神公司研發的相位反無人機系統
美高功率微波發展線路圖
2015年之前，美國政府只是把高功率微波技術作為一項有潛力的技術，並沒有重點扶持。自2015年開始，這種情況發生了改變，在美國大力推進定向能技術發展的背景下，高功率微波技術相關研究經費逐年大幅度提高，美國防部還開始自上而下地推進相關技術發展，加速高功率微波技術從實驗室走向戰場。尤其是在2018年的定向能峰會上，美國要大力支持高功率微波定向能技術武器發展的意圖非常明顯。美國兩黨國會議員、武裝部隊負責人和國防工業主要負責人等700多人參加了這次活動，一起探討並勾勒岀包括高功率微波在內的定向能武器軍事應用的發展道路。
在政策層面，美國為推進高功率微波技術發展採取了很多有效措施。首先，美國開始考慮如何將高功率微波武器融入美國現有的軍事系統，例如高功率微波武器訓練方法和所需的基礎設施建設，如何在戰場上使用高功率微波武器，以及高功率微波武器應該如何與現有的指揮和控制系統集成。其次，激勵工業界和學術界保持並提高對高功率微波技術研究的熱情和力度。再次，使作戰部隊進一步了解高功率微波武器可以提供的能力，並為作戰部隊提供的原型樣機進行系統測試。在此背景下，美國發布了一系列高功率微波研究的重點扶持方向。以美海軍研究辦公室（ONR）為例，其將著力支持重複頻率且頻率可調的高功率微波武器系統開發，以解決目前高功率微波武器系統能量轉換效率不高和殺傷力有限的問題。
THOR是美國空軍為應對小型無人機蜂群威脅而開發的新型微波武器
在高功率微波技術的武器化方面，美國已於2015年—2018年間陸續展示了多種不同用途的高功率微波武器樣機，主要包括Leido公司的反簡易爆炸物系統( Max Power)，雷神公司的相位反無人機系統（Phaser）和CHAMP電子戰系統，BAE系統公司的一款艦載高功率微波近程防禦系統。而在2019年，美空軍聯合多單位共同研製出一款名為「戰術高功率微波作戰響應器」（THOR）的高功率新型微波武器。綜上所述，可以判斷出美國軍方認為高功率微波武器技術有助於恢復美國常規力量的相對優勢，其技術已成熟到可快速進行原型樣機開發的階段，裝備化應用成本已經被廣泛接受。
THOR高功率新型微波武器
據外媒報道，2019 年6月20日，美國空軍公布了THOR武器系統，這是美國空軍為應對小型無人機蜂群威脅而開發的一型微波武器。在現場演示中，THOR使用靜音和不可見的電磁波從天空中摧毀了一隻懸停的無人機。與其他以精確定向能量擊中單架次無人機的武器不同，THOR系統通過非動能手段實施毀傷，以錐形發射電磁波的方式，能夠同時擊中多架次無人機，適用於攻擊無人機蜂群。THOR系統可以部署在全世界各地的美軍基地，這種特殊的武器系統旨在保護美軍基地免受無人機蜂群或多個目標的襲擊。
THOR系統由Kirtland空軍基地的美國空軍研究實驗室（AFRL）、BAE 系統公司、Leidos 公司以及VerusResearch公司聯合開發。據當地電視台KRQE報道，THOR已在科特蘭空軍基地完成效應測試，並在白沙導彈靶場開展了試驗，2019年9月組織了THOR全能力驗證。該系統歷時18個月完成開發，共耗資1500萬美元。
雷神公司研發的高功率微波系統
THOR系統通過發射高功率、短脈衝微波使無人機系統自身的電子設備失效，以近乎光速擊落無人機。該系統依靠發電機運行並可以存儲在運輸平台中，且一台發電機就可驅動；可以通過卡車實行陸地運輸，也可儲存在集裝箱內，由C-130等運輸機實行空中運輸，這意味著它幾乎可以在任何地方運輸。THOR系統由2個人在兩三個小時內即可組裝整個系統，並做好準備採取行動，完成作戰任務後，3個人即可將它摺疊起來迅速撤離戰場，具有較強的機動性。整個系統的控制可在一台筆記本電腦上完成，操作員通過手持遙控器可以將天線轉向任何方向，快速進行360度水平旋轉和上下移動，能夠在極短時間內打擊來自不同方向上的無人機，提供全方位無死角的防禦。THOR項目經理表示，該系統就像手電筒一樣，以圓錐形範圍照射空中，任何陷入光束的無人機都會在眨眼之間被擊落下來。當打開THOR時，電磁波從武器系統向外擴散，任何在光束內飛行的無人機都會立即「從天而降」。面對未來大量來襲無人機，傳統反無人機防禦系統只能提供有限的保護，而該系統可以一次性擊落50架以上的無人機。
THOR武器系統可以說在反無人機蜂群領域獨具魅力。與傳統的防空高炮和防空導彈相比，其具有反應速度快、單發成本低、近似無限打擊等特點，還能對部分空域實施面殺傷，因此對付數量龐大、體積較小、飛行速度較慢的無人機群具有明顯的優勢。後續美國空軍還將繼續研究微波技術以及開發各類高功率微波武器以應對新的威脅。美國空軍認為，高功率微波技術是一種能夠改變戰爭格局的顛覆性技術。
BAE公司的艦載高功率微波近程防禦系統
未來發展將走向何方
從近期的情況來看，一方面美國政府開始自上而下地推動高功率微波技術的發展，相關研究經費也逐年大幅度提高；另一方面美國不僅在大力推進現有高功率微波技術從實驗室走向戰場，積極拓展高功率微波技術的應用範圍，而且也在加緊開展高功率微波技術的長線課題項目研究，在模擬技術、新型脈衝功率源、天線技術、潛在應用平台以及作戰概念等領域開展長期性研究。根據相關規劃，美國將用10~15年推進高功率微波技術發展，形成真正的實戰能力，這為預防技術突襲，對相關領域的投入和研究具有重要的現實意義。
美國國防部負責研究和工程的副部長邁克爾·格里芬在定向能分會上曾明確指出，為彌補美國過去10年中對軍隊防禦能力投資的不足，美國政府將大力發展定向能和超高聲速武器。美國定向能峰會也指出，美國國防部已開始為定向能軍事能力發展提供大量資金，主要包括助推段反彈道導彈能力、防禦火箭彈/火炮/迫擊炮襲擊能力及防禦小型無人機群襲擊的能力。針對美國已公開的較為成熟的高功率微波武器系統，如Leido公司的MaxPower系統、雷神公司的Phaser系統和BAE 公司的艦載高功率微波近程防禦系統來看，高功率微波武器系統將主要承擔反無人機群和反小型車輛、船隻、飛機的任務。
但種種跡象表明，美國高功率微波技術的發展仍以反電子設備、反彈道導彈為長遠目標。從美國制定的長線目標來看，美國制定高功率電磁源和高功率電磁效應的長期研究計劃，其重要目的之一就是推進下一代高功率微波技術的發展，提高高功率微波的效率和殺傷力。而美國制定的高功率電磁技術在網路和電子戰、無人機平台上的應用，本質上就是逐步建立高功率微波反電子設備，甚至是反導能力。美國憑藉其技術優勢，正在研發陸基/海基、空基高功率微波武器，未來還將發展天基高功率微波武器。目前，美國正在進行的項目主要包括高功率聯合電磁非動力打擊項目、反電子設備高功率微波先進導彈項目、高功率微波炸彈項目和高功率電磁研究項目等。
版權聲明：本文刊於2020年5期《軍事文摘》雜誌。
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