雷达对抗高功率微波武器措施探讨

朱红绯

（空军空降兵学院，广西 桂林 541003）

摘要：高功率微波武器的快速发展，对军用电子设备构成了极大的威胁，使用了大量电子设备的雷达，也极易被高功率微波武器所干扰和毁坏而失去战斗力。论文介绍了高功率微波武器的概念、特点，分析了高功率微波影响雷达的途径，并从屏蔽加固和战场防卫方面探讨了雷达对抗高功率微波武器的措施。

关键词：高功率微波武器；雷达；对抗措施

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

高功率微波武器经过多年的研究，现已到了实用阶段，在海湾战争、科索沃冲突及伊拉克战争中已逐渐觅到它的身影，它将对雷达构成严重的威胁。

1 高功率微波武器

高功率微波（HPM-high power microwave）是指峰值功率超过100兆瓦，频率在1至300吉赫的电磁波。HPM武器又称射频武器，是将高功率微波源产生的微波，经高增益天线定向辐射，将微波能量汇集在窄波束内，以极高的强度照射目标，从而干扰及毁坏敌方电子设备，破坏敌方的雷达、通信、指挥与控制系统，使敌方武器系统失去战斗力的一种定向能武器。

目前研制的HPM武器有两种：一种是单脉冲式微波弹，其利用炸药爆炸压缩磁通的方法，将电能转换成一个HPM脉冲，再由天线发射出去，不能重复使用。另一种是多脉冲重复发射式HPM武器，它与雷达相似，可以重复发射多个HPM脉冲，消耗的只是能源。多脉冲重复发射式HPM武器根据用途又分两类：一类是“HPM干扰机”，这是一种强力干扰机，主要用于干扰卫星等平台上的电子设备；另一类是“HPM炮”，它主要是用于攻击地面或空中武器装备中的电子设备。

其特点如下。

（1）HPM武器具有近乎全天候作战能力，因为电磁波可以穿过烟雾、云雨，它不像激光和红外武器受能见度的影响，更不会像光学制导武器在夜间就失去作战能力。

（2）HPM武器比高能激光、粒子束武器波束宽，一般能淹没目标，命中率高。不必像激光、粒子束武器那样对目标进行精确地跟踪和瞄准，并能杀伤多个目标。

（3）HPM波束主要是耦合进入电子设备内部对电子元器件进行毁伤，而对人员伤害可以较小，所以适于非致命性交战。

（4）射速高，毁歼概率大。常规高炮每分钟的射速为几百发，而HPM武器可做到100～200Hz的重频，即每分钟可发射6000～12000次。

2 HPM武器对雷达的影响途径

HPM通过辐射耦合和传导耦合进入雷达系统，干扰及毁坏雷达的敏感器件。辐射耦合是指通过电磁波的形式将能量转移至被干扰对象；传导耦合则是指电磁能量以电压或电流形式通过金属导线或元器件耦合进入，包括直接传导耦合（电导性耦合、电感性与电容性耦合）和转移阻抗耦合。

HPM进入雷达的途径主要有以下几种：雷达天线、信号线、电源线、地线、雷达车上的孔洞、缝隙等。天线耦合又称前门耦合，HPM通过辐射耦合在雷达天线上产生感应电流而进入接收系统；信号线、电源线、地线等传输电缆，对HPM来说，就是一些不同处于不同位置的天线，HPM可通过它们进入雷达系统，即使是有屏蔽的传输电缆，HPM也可通过屏蔽层和芯线间的转移阻抗耦合而进入；孔洞与缝隙耦合又称后门耦合，HPM可先通过这些孔、隙（雷达车通风孔、窗户、设备面板上装有表头和按钮开关以及显示器的部位、雷达门、箱盖的连接处等）耦合进入雷达车内，再以传输电缆耦合的形式通过导线、电源线等进入雷达系统。最后，无论是以哪种途径进入雷达的HPM，都会通过传导耦合的形式传到雷达的敏感器件（如微波检波二极管、混频器、计算机芯片等）上，使敏感器件上产生较大的电压或电流，从而使敏感器件不能正常工作，雷达系统受到干扰甚至失去作用。

3 雷达对抗HPM武器的措施

3.1 技术措施

3.1.1 天线通道的防护

雷达要通过天线向空间发射及接收电磁波，因此天线通道必须开放，HPM从天线耦合进入电子系统是难以避免的，必须采取措施减小或阻止HPM进入。

雷达接收的回波信号会被送到接收机进行处理，提取目标的相关信息。为保护接收机的安全，在接收机前端设置有接收机保护电路。因此从雷达天线通道进入的信号，首先遇到的就是接收机保护器。接收机保护器由环行器、放电管、限幅器等组成，放电管在其中起了很重要的作用。当进入放电管的HPM强度在放电管允许范围内，放电管就放电短路，将大部分HPM反射，从而保护接收机前端；当强度超过其承受能力时，放电管损坏，以至于后面的限幅器和接收机高频前端都有可能出此案硬损伤。而早期雷达采用的放电管是有源的，在关机状态是不起作用的，这样关机防打击的措施反倒使高功率微波更容易攻击雷达，因此，从防止高功率微波的角度，新型雷达应采用无源气体放电管，而对于老旧雷达，则应对其中的有源放电管进行更换，这样无论在任何时候都可对接收机进行保护。

3.1.2 电缆耦合防护

对从传输电缆进入的干扰，可采取以下措施进行消除：采用屏蔽传输电缆，使进入的电磁干扰尽可能减小；在雷达与传输电缆的连接处要采取滤波的屏蔽处理；在雷达电路设计制造时要注意电感的屏蔽；以及地线的正确使用等。

3.1.3 孔洞和缝隙耦合的防护

屏蔽孔洞耦合的措施有：一是用金属屏蔽网、蜂窝波导通风板、屏蔽玻璃（编织的细金属网夹于两块玻璃或有机玻璃之间）来屏蔽孔洞，以减小孔洞耦合。二是在必须开孔的地方，尽量开成圆孔，因为矩形孔比圆形孔的泄露大。此外在孔的背面要安装附加屏蔽罩，在面板与屏蔽罩之间加入导电衬垫，以减少缝隙，改善电接触，增加屏蔽效果。三是电源线和信号线出入雷达处都要采取滤波的屏蔽处理，减少不必要的干扰信号能量耦合进入腔体。四是在永久孔洞可以配上截止波导管，在按键开关上可用管帽套住并配上金属垫片，以获得屏蔽效果。

减小缝隙耦合可采取以下的措施：一是减小缝隙，使车体各部位接触良好。二是增加缝隙的深度，减小耦合。三是采用非直通缝，这样进入腔体的微波能量比直通缝要少得多。四是可用微波吸收材料填充孔缝各处间隙，吸收耦合进入孔缝的微波能量，从而阻止HPM进入腔体。

3.1.4 电涌保护器的使用

在一些情况下，HPM脉冲会在系统产生十分强大的瞬时电压或电流的干扰，统称为电涌电压（电流）。这种电涌电压（电流）含有非常大的能量，如进入雷达设备，不仅会引起干扰，而且会导致设备中的器件、部件和电路严重损坏，因此必须采取措施防止电涌的冲击，故使用电涌保护器件，进行限幅钳位或旁路分流。当电涌电压超过某一阈值，立即把电位限幅钳位，让电流从旁路分流泄放掉。在设备的出入口处采用电涌保护器件，以防止电涌电流的进入。

3.2 战术措施

3.2.1 战场防护

（1）阵地的隐蔽和防护。

雷达阵地的隐蔽和防护，直接影响到雷达的防侦察能力和生存能力。在雷达阵地建设中，一是要运用伪装器材、材料对雷达及工事实施有效伪装，避免敌方侦察；二是要配置一定的假目标、诱饵等，使敌人难辨真假，提高雷达的生存能力。三是利用微波防护涂料、微波防护胶棉等防护材料对雷达进行保护，这些材料对HPM都有很强的吸波作用，可最大限度衰减微波能量，减轻HPM对雷达的影响。

（2）加强雷达的机动能力。

雷达均有较强的机动能力，可增加敌方攻击的难度，避免被动防御的窘境。一是搞好机动预备阵地建设，各雷达站都要准备自己的机动预备阵地，一旦形势紧张或局部战争第一波次攻击开始，雷达站可就近向预备阵地机动；二是增强雷达的机动性能，缩短撤装时间，实时机动到预备阵地。

3.2.2 严格雷达操作使用

正确操作及使用雷达可以降低被侦查及攻击的危险。一是严格电磁管制和适时开机；二是严格雷达保密频段的使用，未经批准，一律不准使用其频段；三是维护和检查雷达需要加高压时，可将天线波束转向内地方向并指向地面；四是在保证不延误战机的前提下，尽量压缩雷达升高压或跟踪目标的距离。

3.2.3 时间回避

当干扰非常强，但又在一定时间内存在时，通常采用时间回避的方法，即在瞬时干扰的前期征兆出现时，利用高速电子开关将信号通道、电源切断，使系统暂时停止工作，待瞬时干扰过去后，再重新使信号通道和电源接通，系统恢复工作。

3.2.4 摧毁HPM源

要想解除HPM武器对雷达的威胁，摧毁高功率微波源是最彻底的方法，这需要多兵种多种兵器的协同。平时注重搜集敌方HPM武器的详细资料，进行相应的侦查，战时依靠多兵种主动出击，在敌方发射或投放之前摧毁其平台或飞行器。

4 结束语

从雷达对抗HPM的措施可以看出，要避免或减小HPM的攻击，首先要做好对HPM的防护，增强雷达自身的抗攻击能力，而这种能力的获得，主要是在雷达的设计生产阶段，在设计中如果把抗HPM能力作为一个重要的指标加以考虑，生产中把HPM可能进入的途径都加以屏蔽，则就会大大增强雷达的生存能力，但遗憾的是目前在雷达的设计生产上这个问题仍被忽视。随着HPM武器脉冲功率的增大，雷达将面临更严峻的威胁，要彻底消除HPM对雷达的威胁，只有摧毁高功率微波源。

作者简介

朱红绯（1965-），女，副教授，研究方向：火力控制、雷达对抗。