磁控管型号与功率识别(磁控管型号与功率识别表)

磁控管功率对照

额定功率、工作电压、频率。

1、额定功率：磁控管的额定功率是指其能够输出的最大功率。常见的额定功率单位是瓦特（W），如600W、700W、800W等。额定功率的大小直接影响磁控管的输出能力。

2、工作电压：磁控管的工作电压是指其能够承受的最大电压。以伏特（V）为单位，如2100V、2300V、2500V等。工作电压的大小决定了磁控管能够适应的电路电压范围。

3、频率：磁控管的频率是指其工作的频率范围或特定的工作频率。对于微波炉等应用中的磁控管，常见的工作频率是2450MHz。磁控管的频率要与所应用的设备或系统的频率匹配。

磁控管型号与功率识别的关系

微波炉磁控管型号，主要是表示功率，磁控管上有标注。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管，管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。同时，磁控管是一种消耗品，容易老化和消磁。由一密封真空管组成，管内有一柱形中心阴极，置于一柱形阳极里，电子被静电场吸引流至阳极。沿真空管轴的一稳定磁场使电子偏离其径向路程，绕阴极旋转，产生微波频率的振荡。广泛用于雷达发生器。

磁控管型号与参数

XXXX千瓦时，英文字母是KW.H。

磁控管型号与功率识别方法

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背景

1.无线供电特点

2.无线供电原理及实现方式

3.现有解决方案分析

4.FAQ及相关测试

5.参考资料

无线充电运用了一种新型的能量传输技术——无线供电技术。该技术使充电器摆脱了线路的限制，实现电器和电源完全分离。在安全性，灵活性等方面显示出比传统充电器更好的优势。在如今科学技术飞速发展的今天，无线充电显示出了广阔的发展前景。

目前无线充电的技术已经开始在各领域中探索运用。由于无线传输的距离越远，设备的耗能就越高。要实现远距离大功率的无线电磁转换，设备的耗能较高。所以,实现无线充电的高效率能量传输，是无线充电器普及的首要问题。另一方面要解决的问题是建立统一的标准，使不同型号的无线充电器与不同的电子产品之间能匹配,从而实现无线充电。 

无线充电已从梦想成为现实，从概念变成商用产品。无线充电产品实例：

图：新能源汽车无线充电

图：电动牙刷无线充电

1.无线供电特点1.1优点：

（1）便捷性：非接触式，一对多充电与一般充电器相比，减少了插拔的麻烦，同时亦避免了接口不适用，接触不良等现象，老年人也能很方便地使用。一台充电器可以对多个负载充电，一个家庭购买一台充电器就可以满足全家人使用。

（2）通用性：应用范围广只要使用同一种无线充电标准，无论哪家厂商的哪款设备均可进行无线充电。

（3）新颖性，用户体验好

（4）具有通用标准 

主流的无线充电标准有：Qi标准、PMA标准、A4WP标准。

1.2缺点（1）工作距离短目前的无线充电技术大多在短距离范围内的近磁场对电子设备进行无线充电。因为无线电能传输的距离越远，功率的耗损也就会越大，能量传输效率就会越低，且会导致设备的耗能较高。（2）转换效率低，速度慢无线充电技术虽然简单便捷，但是其硬伤在于缓慢的充电速度和充电效率。（3）功耗较高，更加费电随着无线充电设备的距离和功率的增大，无用功的耗损也就会越大。（4）成本较高，维护消耗大，不符合标准会有安全隐患危险。

2007年6月麻省理工学院以MarinSoljacic为首的研究团队首次演示了利用电磁感应原理的灯泡无线供电技术，他们可以在一米距离内无线给60瓦的灯泡提供电力，电能传输效率高达75%。

研究者由此设想电源可以在这范围内为电池进行无线充电，进而推想只需要安装一个电源，即可为整个屋里的用电器供电。传输线圈的工作频率在兆赫兹范围，接收线圈在非辐射磁场内部发生谐振，以相同的频率振荡，然后有效的通过磁感应进行电能传输。 

图：无线充电原理 

实现无线充电技术主要通过四种方式：电磁感应式、磁场共振式、无线电波式、电场耦合式： 

2.1电磁感应式

1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉·特斯拉就已经做了无线输电试验，实现了交流发电。

迈克尔·法拉第发现电磁感应原理，电流通过线圈会产生磁场，其他未通电的线圈靠近磁场就会产生电流。 

图：电磁感应式原理 

电磁感应式充电：初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电垫解决方案就采用了电磁感应，事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感，中国本土的比亚迪公司，早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术。 

电磁感应式是当前最成熟、最普遍的无线充电技术，原理有些类似于变压器。 

图：电动汽车无线充电原理

2.2磁场共振式

图：磁场共振方式原理 

磁场共振充电由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院(MIT)物理教授MarinSoljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡。该实验中使用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。

2.3无线电波式

无线电波式充电：这是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。整个传输系统包括微波源、发射天线、接收天线3部分;微波源内有磁控管，能控制源在2.45GHz频段输出一定的功率 

图：无线电波充电示意图 

发射器发送数据包，并且为接收器供电启动接收器，之后接收器回复响应数据完成身份的认证 

（3）充电阶段：进行电能传输在身份认证后，发射器根据接收器的设备类型，选择相应的功率等参数，为接收器充电 

以Qi标准为例，整体流程如下： 

图：Qi标准通讯流程 

现今无线充电系统都采用共振的方式进行设计，在架构上都大至相同有下列这些构造：

发射器内有 

直流电源输入 

频率产生装置 

切换电力的开关 

发射的线圈与电容谐振组合 

接收器内有 

接收的线圈与电容谐振组合 

整流器; 

滤波与稳压器 

直流电源输出

3.1IDT无线IC方案

图：IDT无线发射与接收IC 

IDT公司的无线充电技术解决方案具备高集成度，提供单芯片SOC解决方案，支持QI-LOGOWPC认证，并且兼容POWERMATE模式；具有加密通讯（FSK、ASK实现），异物检测模式功能。IDT目前是英特尔整个平台无线充电技术唯一的合作伙伴。现已有多家厂商使用IDT无线充电解决方案。IDT的无线充放电IC在无线充电效率在15W时最高可达87%，提高了系统的热性能，可以媲美传统的有线充电架构。其内部处理器基于32位ARMCortex-M0架构，通过I2C通讯控制，并且提供了扩展的数字IO引脚以及相关软件库。

图：IDT无线充电解决方案原理 

成本评估参考： 

芯片价格 

P9242−RNDGI(15WTransmitter) $4.4 

P9221-RAHGI8(15WReceiver) $3.2

P9038−RNDGI(5WTransmitter)$3.9 

P9025AC-RNBGI(5WReceiver)$3.2

3.2恩智浦MW系列无线充电IC方案：恩智浦提供的解决方案涵盖5W的低功耗产品到15W的中等功耗产品，适用于消费电子、工业控制和汽车电子市场，包含发送器/接收器控制器IC、相关软件、评估板和参考设计。该软件包含实现核心充电功能所需的全部资源，还提供了用于定制和增加功能的API。 

图：恩智浦MW系列无线充电IC 

成本评估参考： 

3.3TI（BQ系列）无线充电方案

TI是最早量产无线充电方案公司。其中10W无线充电解决方案中，从发射端输入到接收端输出效率可以达到84%。 

接收器功能框图： 

发射器功能框图： 

接收器： 

3.4东芝无线IC方案东芝公司旗下存储与电子元器件解决方案公司也有宣布,使用东芝“TC7718FTG”15W无线充电发射器IC的无线充电发射器系统经认证符合无线充电联盟(WPC)制定的Qiv1.2EPP(扩展功率分布)标准。该系统采用支持简单系统配置的MP-A2(由无线充电联盟定义的使用12V单线圈的无线充电发射器系统)，通过Qi认证的MP-A2发射器系统。东芝推出无线充电接收器IC——“TC7766WBG”,该产品经认证符合无线充电联盟(WPC)制定的Qiv1.2EPP(扩展功率分布)标准。TC7766WBG是通过Qi认证的15W接收器IC。4.FAQ及相关测试结果1、人体危害：当电磁波频率加到1GHz以上就会直接对水分子加热；这个原理就变成微波炉了，所以无论13MHz会对金属加热或是1GHz以上直接伤害人体，无线电力在设计时必需解决安全的问题才能上市2、发热：接收端5W的需求在只有20%的转换效率下有20W的能量转换成热能散逸，这样的能量会产生庞大的热能会导致系统温度大幅上升，在这样的推算下，系统最大输出能力会在25W，若为无安全设计下于发射器上放置金属异物可能会导致火灾意外。因此有必要做设备识别。3、充放电效率问题：发射端输入电压为5VDC，接受线圈之间距离为3cm，接收端通过接受线圈获取电能，通过整流滤波形成稳定的5v直流电。 

 4、互感影响：垂直距离和水平位置影响

5、距离以及线圈大小对充电效率的影响。远距离（相隔一定的空间）的感应电能传输效率非常低，而在设备附近（例如表面）进行的感应电能传输则可以真正做到高效，其效率可与有线传输比拟。 

距离越大(z/D>1)或线圈大小差距越大，效率降低的幅度越大

距离越小(z/D6、功耗问题。与2相同条件下，发射端待机功耗：

5.参考资料

磁控管型号与功率识别表

学习目标

1.了解磁性开关的类别、外形、基本结构、引线。

2.能识别各种磁性开关。

3.了解磁性开关的基本工作原理和使用方法。

4.掌握磁性开关的安装和调整方法。

知识要求

一、磁性开关的类型及图形符号

  磁性开关是一种对磁性物体敏感的接近开关。一般经常使用的磁性开关有2类，一类是用霍尔元件做成的接近开关，也叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断；另一类是用舌簧开关(干簧管)做成的，主要用来检测汽缸活塞位置的，即检测活塞的运动行程的。霍尔型磁性开关和干簧管磁性开关如图2—32所示。

图2—32磁性开关

a)霍尔型磁性开关  b)干簧管磁性开关

  在绘制电气原理图时，磁性开关、接近开关、光电开关要用规定的图形符号来表示，国家标准中磁性开关、接近开关、光电开关的图形符号如图2一33所示。

图2一33 磁性开关、接近开关、光电开关的图形符号

a)电感式接近开关方框符号  b)电容式接近开关方框符号

c)接近开关动合触点 d)光电开关动合触点 e)磁性开关动合触点

二、磁性开关及引线的识别

  霍尔型磁性开关和干簧管磁性开关的识别还是比较方便的。霍尔型接近开关的外形一般都是螺纹圆柱形，也有方形的，以金属为外壳材料；而干簧管磁性开一般体积较小，外壳材料大都是塑料，外形有方形的，也有圆柱形的，一般都有3~4mm大小的圆孔供螺钉固定用。

  磁性开关的引线有2根的，也有3根的。2根线的一般是棕色和蓝色，使用时串接负载后接到电源上，如使用直流供电时，棕色的线是正极，蓝色的是负极。3根引线的一般是棕色、黑色和蓝色，棕色和蓝色接电源正极和负极，黑色的引线是输出线。

三、磁性开关的基本工作原理和应用知识

1.干簧管磁性开关的工作原理和应用

  干簧管磁性开关的内部主要就是1个干簧管（即干式舌簧管的简称，见图2—34)。它是一根密封的玻璃管，管中装有两个铁质的弹性舌簧，舌簧端面互叠但留有一条细间隙。舌簧端面触点镀有一层贵金属，如钱或钉，使开关具有稳定的特性和极长的使用寿命。管中还灌有惰性气体以防止触点氧化和碳化。平时，玻璃管中的两个舌簧触点是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使触点所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。

图2一34干簧管的结构图

  在实际运用中，通常用永久磁铁控制这两根金属片的接通与否，所以干簧管又被称为“磁控管”。

  干簧管磁性开关的原理框图如图2—35所示，电路中在干簧管上还串联了LED指示灯和稳压管作保护用。图2—35所示为2线制的磁性开关，可以交、直流两用。此外还有三线制的磁性开关，其输出元件为晶体管，与接近开关类似，也有NPN型和PNP型之分。

图2—35干簧管磁性开关的原理框图

  干簧管具有结构简单、体积小、便于控制等优点，可以安装在金属中，甚至可以穿过金属去检测磁性物体的接近。实际使用时通常将磁性开关固定在汽缸外壳上，来检测汽缸内活塞的位置。使用磁性开关时，尽量远离强磁场或周围有导磁金属环境，避免产生干扰。

2.霍尔型磁性开关的工作原理和应用

  当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应，霍尔效应的灵敏度高低与磁场的磁感应强度成正比。霍尔型磁性开关的感应面有1个霍尔元件，当磁性物体接近时，磁感应强度B增大。当B值达到一定的程度时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用三极管输出，和接近开关类似，有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型、双信号输出之分。霍尔型磁性开关的原理框图如图2—36所示。

图2一36 霍尔型磁性开关原理框图

  霍尔型磁性开关的功能类似干簧管磁性开关，但是比它寿命长，响应快，无磨损，但在安装时要注意磁铁的极性，若磁铁极性装反则无法工作。可安装在金属中，可穿过金属进行检测，可并排紧密安装。

3.磁性开关使用注意事项

  (1)电压和电流应避免超出使用范围。

  (2)严禁磁性开关与电源直接接通，必须同负载(如继电器等)串联使用。

  (3)磁性开关选用连接之前，要确认使用的工作电源，采用直流电源时，磁性开关的棕色线串负载后接电源的正极，蓝色线接电源的负极。

  (4)应避免在有强磁场、大电流的环境使用磁性开关。开关附近有强磁场时例如高功率步话机，低频噪声源，中短波发射器等应远离磁性开关，否则必须加上屏蔽装置。

  (5)高压线、动力线和磁性开关的配线不应放在同一配线管或线槽内，否则会由于感应而造成磁性开关的损坏。

  (6)磁性开关可以串联或并联，就像机械触点一样。但需注意的一点就是磁性开关上的压降，在串联使用时磁性开关上的总压降等于磁性开关上的压降乘以磁性开关的串联个数。连接到PLC上时，若总压降太大，可能会使PLC不能产生正确的输入信号。

技能操作

识别和安装调整磁性开关

一、操作要求

1.辨别磁性开关及其引线。

2.利用万用表、直流电源测试磁性开关的引线。

3.磁性开关能正确动作，输出信号。

二、操作准备

项目所需设备、工具、材料见表2一3。

表2—3   项目所需设备、工具、材料

三、操作步骤

1.辨别磁性开关。

  对实训室所提供的磁性开关进行辨别。根据其外形(见图2一37)可以看出，此开关是用黑色塑料为外壳，上有1个4mm直径的圆孔和1个指示灯，体积较小，外形尺寸只有26mmX11mmX8mm，输出引线只有2根。在外壳上看到标出型号为D—C73，DC24V/5~40mA，AC100V/5~20mA。根据其外形特点、输出引线和外壳标注上交直流两用的特点，可初步判断此磁性开关为干簧管磁性开关。

2.利用万用表、直流电源测试磁性开关的引线。

  用万用表RX10kΩ挡测2根引线之间的电阻，正反向都应为∞；将一块磁铁靠近磁性开关，可以看到万用表的电阻读数减小，且黑表棒接棕色引线、红表棒接蓝色引线时阻值较大，约为20kΩ，而红表棒接棕色引线、黑表棒接蓝色引线时阻值较小，约为8kΩ(说明：此阻值与所使用的万用表类型和选择的量程有关，用数字万用表测量时测得的阻值与此值相差较大)。使用DC24V电源，将电源正极通过1个DC24V的继电器线圈后接到磁性开关棕色引线，而蓝色引线接电源负极。接通电源，在未放磁铁前2根引线间电压为24V；当磁铁靠近时，指示灯点亮，串接的继电器得电吸合，测得2根引线间压降变为3V左右，此即磁性开关的压降。

图2—37  D—C73型磁性开关

3.磁性开关的安装、接线。

步骤1磁性开关的机械安装

  磁性开关一般用于检测汽缸中活塞的位置。在汽缸内的活塞头上内装有环型磁铁，而磁性开关则在汽缸外紧贴缸壁安装。根据不同的型号，磁性开关可以是安装在缸体壁的槽内以紧固螺钉固定，也可用专用固定钢带把磁性开关固定在缸壁上，如图2一38所示。

图2—38将磁性开关固定在汽缸壁上

a)用紧定螺钉固定在槽内  b)固定钢带安装

步骤2磁性开关的接线

  将安装在汽缸上的2个磁性开关的引线接到控制电路中PLC的输入端子上。使用压接钳在引线头上压接叉型冷压接线端头后，把棕色的引线接到PLC输人端子上螺钉的垫圈下，把螺钉拧紧;蓝色的引线接到PLC输入端的公共端子COM上即可。若使用松下FPO系列的PLC时，应将内置电源正极端子“24十”与com端相连。磁性开关与PLC的接线如图2—39所示。

图2—39磁性开关与PLC的接线

a)与三菱FX2n系列PLC的连接  b)与松下FPO系列PLC的连接

步骤3磁性开关的位置调整

  在汽缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置，自动控制中往往需要这两个位置的信息，以便实现控制功能。获取信息的方法是在这两个极限位置都分别装有一个磁性开关。汽缸的活塞(或活塞杆)上安装有磁环，当汽缸的活塞杆运动到哪一端时，哪一端的磁感应式接近开关就动作并发出电信号。在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断汽缸的运动状态，以确定活塞杆是被推出或返回。调试时，磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧固螺栓，让磁性开关可以顺着汽缸滑动，同时观察磁性开关上LED指示灯的亮暗。

  接通PLC的电源，松开2个磁性开关固定钢带上的紧固螺栓。先将活塞杆推到缩回位置，滑动缩回限位磁性开关，当磁性开关上LED亮时，缩回限位磁性开关到达指定位置，旋紧缩回限位磁性开关的紧固螺栓。再将活塞杆拉出到伸出限位位置，滑动伸出限位磁性开关，当磁性开关上LED亮时，伸出限位磁性开关到达指定位置，旋紧伸出限位磁性开关的紧固螺栓。然后重复几次将活塞杆推进和拉出，看2个磁性开关的LED能否可靠动作，若有不稳定的状况，可以将相应磁性开关的位置再调整一下。如图2一40所示。

图2—40磁性开关位置的调整

磁控管2m539h

DOI:10.19297/j.cnki.41-1228/tj.2018.05.002

 引用格式 

赵鸿燕.国外高功率微波武器发展研究[J].航空兵器,2018(5):21-28.

ZhaoHongyan.ResearchonOverseasHighPowerMicrowaveWeaponDevelopment[J].AeroWeaponry,2018(5):21-28.（inChinese）

国外高功率微波武器发展研究

赵鸿燕

中国空空导弹研究院

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300MHz～300GHz，脉冲峰值功率在100MW以上(一般大于1GW)，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MK842000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1200万美元。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(C4ISＲ)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C4ISＲ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3800万美元，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(KtechCorp)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1h，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**预算中，专门追加1000万美元用于该项目。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SuperCHAMP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(KtechCorp)，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2～12GHz范围内，交战时间为1～2s。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1000万美元的合同，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－86BGPS/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6m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1500万美元的合同，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**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10km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150～300km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3.5km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*。 

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10GW，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。

赵鸿燕(1973－)，女，甘肃人，高级工程师，主要从事机载精确制导武器情报的研究工作。

本文已刊登于《航空兵器》2018年第5期

http://www.aeroweaponry.avic.com/CN/10.19297/j.cnki.41-1228/tj.2018.05.002

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校 对：王春录