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文献综述
历史背景
随着现代电子技术的发展，以敏感的电子元器件为组成部分的通讯、测量、监控和计算机等电子设备和系统，广泛地应用于国防、电力、航空及现代生活的各个领域,并进一步推动了现代科技的发展。但是这些电子设备或系统大多数是由高集成度的电路为核心，对各种过电压和空间电磁辐射极为敏感,抗干扰能力十分脆弱。电磁脉冲（EMP）就是一种强的能量场，它能够迅速破坏大量电路，从而破坏或摧毁电子、信息平台。电磁脉冲武器因其能对某一区域内的侦察、通信、指挥以及信息系统造成致命的打击，成为了信息战的首选武器。
电磁脉冲武器号称“第二原子弹”，世界军事强国电磁脉冲武器正在走向实用化，对电子信息系统、指挥控制系统及网络等构成极大威胁。常规型的电磁脉冲炸弹已经爆响，而核电磁脉冲炸弹—“第二原子弹”正在向人类逼近。
美国《流行机械》杂志报道说，下一次世界灾难降临之时，看不到蘑菇云，只是一声巨响和一道闪电，便可使计算机所有数据被烤焦，除柴油机外，所有电气化引擎都无法发动，世界将倒退200年??这并非耸人听闻，五角大楼相信，新一代电子炸弹爆炸后，世界将变成这般模样。
电磁脉冲，是短暂瞬变的电磁现象，它以空间辐射传播形式，透过电磁波，可对电子、信息、电力、光电、微波等设施造成破坏，可使电子设备半导体绝缘层或集成电路烧毁，甚至使设备失效或永久损坏。核电磁脉冲是核爆炸产生的强电磁辐射，核电磁脉冲的破坏力十分巨大。一些国家的核试验中，核电磁脉冲能量侵入电子、电力系统，烧断电缆、烧坏电子设备的事例也屡见不鲜。高空核爆炸产生的电磁脉冲危害，比地面和地下核爆炸更大，核电磁脉冲强度大、覆盖区域广。
人类研制电磁脉冲武器起始于20世纪70年代，至20世纪90年代进人实用化阶段。 1985年，美国在制定“战略防御倡议”计划时，把高功率微波武器列为其空间武器的主攻项目，重点研究其杀伤机理。1987年，美国国防部提出“平衡技术倡议”计划，高功率微波武器是其五大关键技术之一。
1991年海湾战争期间，美军E-8“联合星”飞机携带和使用了电磁脉冲武器。美国和俄罗斯小型化电磁干扰机，可被常规兵器投掷到敌方，不仅可损伤敌方指挥控制系统，而且直接影响精确制导武器和信息化单兵的作战效能。1992年7月，美国国会总审计局向众议院军事委员会提交《国防基础技术、军用特殊技术依赖外国带来的风险》报告，提出未来先进武器最关键的6项技术，其中包括高功率微波武器。美国海陆空三军还分别制定了高功率微波武器发展计划。
1993年，美国进行了代号为“竖琴”的电磁脉冲武器实验，天线群向电离层发射电磁脉冲，阻断通信和摧毁来袭导弹。1996年，美国一国家实验室研制出手提箱大小的高能电磁脉冲武器，以及可装备在巡航导弹上的电磁脉冲武器，其有效作战半径达10公里。
1998年，俄罗斯发明了重8公斤的小型强电流电子加速器，爆炸时发出X射线、高功率微波，可破坏电子设备。
1999年3月，美国在对南联盟的轰炸中，使用了尚在试验中的微波武器，造成南联盟部分地区通信设施瘫痪3个多小时。伊拉克战争中，美军于2003年3月26日，用电磁脉冲弹空袭伊拉克国家电视台，造成其转播信号中断。
除俄罗斯和美国外，英、法、德、日等国家，也都在进行高功率微波武器的开发。有国际军事专家分析认为，海湾战争中，伊拉克之所以被动挨打，重要原因是指挥控制系统和防空设施遭到破坏，丧失电磁环境控制权。
国内外发展状况
美国的Fowler J L (1944年)和前苏联的CaxarovA D (1951年)分别提出了炸药驱动的磁通量压缩发生器(EMFCG)概念，从那时起，前苏联、 美、 英等科技大国纷纷开展了这方面的研究。
20世纪80年代，美国就开始研制电磁脉冲武器，美国从事电磁脉冲武器研制的部门主要是国防部、能源部、三军的一些研究机构和马里兰大学等高校。1983年，桑迪亚国家实验室成功试验了一种炸药爆炸磁通量压缩器，能产生18MJ的磁能脉冲。Lawrence Livermore 国家实验室曾产生过上升时间仅为500ns、有效功率4×1012W的高能炸药脉冲。据报道，洛斯·阿拉莫斯国家实验室研制过高能炸药驱动的电磁脉冲发生器，炸药爆炸压缩磁场产生了上升时间仅400 ns、12～16 MA 的脉冲，有效功率达 4 GW、持续时间非常短的高功率电磁脉冲。美国能源部核武器研究所研制了一种新型空投高功率爆炸磁压缩微波炸弹，这种炸弹可产生宽频带的高功率微波辐射。波音公司已研制出一种可用来破坏敌方武器电子设备的高功率微波炸弹。美国进行了一项称为“Balboa”的计划，该计划的中心项目是研制一种利用爆炸磁压缩发生器驱动的虚阴极振荡器，以产生很高功率的微波。现已试验了一个小尺寸的战斗部系统，证实了该方案的可行性。在1GHz的频率下，能产生几千焦耳的能量，电子束转换成微波能量的效率为20％。
在1991年的海湾战争中，美海军首次使用由战斧巡航导弹携带的电磁脉冲弹头，用于干扰、毁伤伊拉克的防空系统和指挥中心的电子系统。
在1999年3月24日北约对南联盟的轰炸中，美国使用了洛斯阿拉莫斯实验室研制的微波武器，使南联盟部分地区的各种通信设施瘫痪了3个多小时。
2003年伊拉克战争中，美英联军再次使用电磁武器干扰伊拉克的电子信号，巴格达所有电子信号被覆盖。据分析，这次使用的是微波弹，功率为2MW，杀伤半径为2.5km。
2004年，美国开始对新一代电磁脉冲武器进行广泛测试，计划将目前造价昂贵的电磁脉冲武器的成本大幅度降低。
俄罗斯和美国的电磁脉冲技术水平大体相当，在某些微波辐射源技术方面，俄罗斯的水平要高于美国。据报道，俄罗斯已研制出电磁脉冲武器系列，用其电磁武器对山羊做过活动目标试验，距1km的山羊瞬间死亡，距2km的山羊顷刻瘫痪倒地。俄罗斯用于防空的陆基高功率武器样机系统的微波辐射峰值功率为1GW，杀伤距离为1～10km，照射在1km远的目标上的功率密度达400W／cm2，10km远的目标上的功率密度达4W／cm2。整个系统质量约3t，分装在3辆越野载重车上，并进行过外场试验。该系统主要用于保护重要的指挥中心和军事设施，它不仅能使敌方的电子设备失效，还具有抗辐射的能力。另外，据美国陆军导弹防御与航天技术中心专家说，俄罗斯已经研制出一种电磁脉冲炸弹，应用的是小型强电子加速器原理。它有一个定向天线，用12V充电电池供电，可将爆炸的化学能转换为强大的脉冲电能，激发出激光、X射线、宽带无线电波和电磁脉冲，破坏导弹和炸弹的电子解保装置和点火引信电路或使车辆的发动机熄火。使用时，一次释放出10GW的高功率脉冲和100MJ的能量，相当于10个标准核电机组的功率。其体积比手提箱还小，质量只有8kg，可用于攻击导弹、飞机、核电站和C3I系统的电子及计算机设备，对北约的指挥通信系统威胁极大。
最近，俄罗斯彩虹设计局披露了一种对抗航母战斗群的电磁脉冲炸弹，它实际上是俄罗斯军事改革的产物，彩虹设计局称其为“第二原子弹”。俄海军可利用这种电磁脉冲炸弹作为“撒手锏”，首先破坏航母防御体系，然后用空军实施攻击。
目前，英、法、德、日、印等国也在进行电磁脉冲武器和电磁脉冲炸弹的研究，但水平低于美国和俄罗斯。1992年，英国国防部研制出了一种用飞机投放的微波炸弹和用导弹携
带的微波弹头，它们在空中爆炸后，发射大量的微波脉冲，能烧毁一定区域内的计算机电路和电话线， 并扰乱人的大脑神经系统，使人暂时失去知觉。法国从1988年起将用微波武器烧毁电子设备的研究列为重点课题，10年后达到了能辐射10～100J能量的水平。
印度在1999年9月称，他们将研制电磁脉冲武器的实验系统。其巴巴原子研究中心研制的高能电子加速设备在同年9月进入最后组装阶段，1999年底进行系统测试。它是印度研制的第一种定向能武器试验系统，其产生的微波在GW级，能严重损坏敌方导弹、飞机上的电子设备和计算机系统。
国内有几个研究所在进行电磁脉冲武器研究，包括干扰机理、 模拟电磁脉冲武器装置等方面的研究。 目前与国际研究水平尚有一定距离。
电磁脉冲武器的应用
把电磁脉冲技术应用于武器设计是一项复杂的工作，它受电磁脉冲武器所要达到杀伤力的电气参数、体积、重量、可靠性、坚固性以及与运载平台的集成等各种因素的制约。因此，电磁脉冲武器在未来的信息战、电子战中发挥预期作用，还有很多工作要做。目前，从国外发表的文献和相关报道看，以导弹为载体，将电磁脉冲发生源装载到导弹上的弹载电磁脉冲武器比较成熟，达到实用水平。此外，陆基电磁脉冲武器、有人机载、无人机载电磁脉冲武器，也取得了一定的进展。天基电磁脉冲武器作为一种能改变未来作战模式的新概念作战武器也被军事强国列入未来发展方向之一。
弹载电磁脉冲武器
弹载电磁脉冲武器是把电磁脉冲弹头装配到普通炸弹壳体内或巡航导弹内代替原来的战斗部，是一次性武器，使用战斗机或巡航导弹投放，攻击目标主要是敌方的武器库、指挥控制站、电站等战略要点。电磁脉冲弹头一般由电磁脉冲发生源、能量转换器和一个弹载能量存储装置（如电池）等组成。根据电磁脉冲弹头组成中电磁脉冲发生源的工作频段和工作原理的不同，弹载电磁脉冲武器又分为电磁脉冲弹和高功率微波弹。电磁脉冲弹直接利用磁通压缩发生器（FCG）作为电磁脉冲发生源，高功率微波弹的电磁脉冲发生源除使用磁通压缩发生器外，还使用虚阴极振荡器、返波管等微波器件，它们的工作过程相似，只是高功率微波弹采用了微波器件，辐射的电磁脉冲功率更大、杀伤力更强。
陆基电磁脉冲武器
陆基电磁脉冲武器是将电磁脉冲发生源安装在地面固定设施或移动车辆、舰船上，主要用于攻击飞机、舰艇、战术导弹、装甲车辆等，一般由电磁脉冲发生源、高增益天线以及跟踪、瞄准、控制等系统组成。目前，陆基电磁脉冲武器的开发已经初见雏形，某些固定或车载移动式的陆基电磁脉冲武器已进入实验和试用阶段。
有人机载电磁脉冲武器
有人机载电磁脉冲武器系统实质上是把电磁脉冲发生源武器化，直接作为飞机的防御或进攻手段，它是一种中程武器系统，不但能产生高功率的电磁脉冲，而且电磁脉冲的幅值、方向可调，能与较远距离的飞机和地面目标交战，能攻击具有灵敏电子元器件的武器系统和弹药。 近年来，美国宇航界拟改造 EA-6B、EC-130、F-35、B-52J 等老式战机，其中重要的改进内容就是加载电磁脉冲源，增强其电子战能力。首批改造的机型是 B-52J，机上有增设的高功率微波源，精确定位的雷达告警接收机和超视距通信系统，这些机载设备设计挂载在机翼处 6～12m 长的吊舱内。当飞机侦收到威胁后，在空中作战中心的指挥下高功率微波武器进行防区外作战。格鲁曼和 BAE 公司已经完成了该系统的设计，计划于 2010 年左
右提供 4～6 架进行作战评估，2012～2014 年投入使用。
总结
电磁脉冲武器作为一种新型电子战攻击武器，在电子战、对抗隐身武器和摧毁精确制导武器等方面表现出无与伦比的优越性，在未来战争中具有广泛的应用前景和强大的生命力。随着世界各国加大对电磁脉冲武器的开发力度，电磁脉冲武器技术将成为今后军事装备发展的一个热点。面对国际上军事技术迅速发展的严峻形势，为了跟上世界武器发展步伐，缩短我国与军事发达国家在电磁脉冲武器技术方面的差距，实现我国电磁脉冲武器技术的大跨步发展，必须研究电磁脉冲武器技术的新领域、新概念、新理论、新方法，研制适合我国国情的电磁脉冲武器技术，力争早日实现我国的电磁脉冲武器研制，以满足未来复杂战场环境的需要，为打赢未来高技术条件下的现代战争奠定坚实的基础。