高功率微波及源器件

1、高功率微波及其發(fā)展應(yīng)用簡(jiǎn)介Development and Appling of High Power Microwave(HPM),,?HPM的發(fā)展與應(yīng)用?HPM源器件分類及其基本理論基礎(chǔ)?世界工作簡(jiǎn)單評(píng)介?定向能武器（DEW）?未來(lái)目標(biāo)和發(fā)展,電磁波譜及主要產(chǎn)生方式,1 高功率微波(high power microwave-HPM) 峰值功率超過(guò)100MW頻率范圍在0.3－300GHz之間波長(zhǎng)跨越厘米波和毫米波的脈沖電

2、磁輻射高功率微波源分 高平均功率源（寬帶源） 高峰值功率源（窄帶源）性能指標(biāo)：品質(zhì)因子Pavf2(Pav為平均功率，f為頻率),在熱核聚變、等離子體加熱、先進(jìn)的高能粒子加速器和對(duì)撞機(jī)、高效通信和RF武器等需求的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力下，微波器件的品質(zhì)因子Pavf2以每十年增長(zhǎng)一個(gè)數(shù)量級(jí)的速度增長(zhǎng)，從實(shí)際需求看，當(dāng)今和未來(lái)HPM技術(shù)正向著高功率、高效率、寬頻帶的目標(biāo)發(fā)展,HPM的發(fā)展原動(dòng)力主要來(lái)自于軍事需求 1937年 第一個(gè)腔

3、型器件－速調(diào)管(klystron)誕生，隨之而來(lái)的是第二次世界大戰(zhàn)期間的的科技大爆炸，戰(zhàn)爭(zhēng)的需求導(dǎo)致了 磁控管(magnetron)、 行波管(traveling wave tube，簡(jiǎn)稱TWT) 返波振蕩器(backward wave oscillator，簡(jiǎn)稱BWO)的發(fā)明。,本世紀(jì)60年代 由于核武器效應(yīng)模擬和高能物理理論和技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了脈沖功率(pulsed power)技術(shù)的引入，能量接近于電子靜止能量(51

4、0kev)的強(qiáng)流(I> MA)相對(duì)論電子束和電壓為數(shù)兆伏或更高的高壓脈沖的產(chǎn)生已成為現(xiàn)實(shí)，這使得高功率微波的范圍得到了擴(kuò)大。一方面，傳統(tǒng)的微波器件在結(jié)構(gòu)上得以改進(jìn)，其行為特性有很大的改善；另一方面，涌現(xiàn)出了許多像相對(duì)論速調(diào)管(relativistic klystron)、虛陰極振蕩器(vircator)等一大批依賴強(qiáng)電流的高壓運(yùn)行器件，同時(shí)也隨之出現(xiàn)了一些專門(mén)以相對(duì)論效應(yīng)為基礎(chǔ)的器件，如我們所熟悉的回旋管(grotron)、切侖可

5、夫器件(Cherenkov)、自由電子激光(Free Electron Laser，簡(jiǎn)稱FEL)等,發(fā)展重點(diǎn) 提高功率和能量并達(dá)到更寬的頻段要解決的基本問(wèn)題 器件的效率和平均功率目前效率 某些條件下功率效率40～50﹪ ，實(shí)際大多數(shù)情況功率效率只有10﹪ 未來(lái)希望 平均功率達(dá)到100kW水平,2 HPM的應(yīng)用,高功率微波(HPM)的發(fā)展與它的應(yīng)用和需求是一種強(qiáng)烈的伴生關(guān)系，軍事需求仍然是目前

6、高功率微波(HPM)理論和技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力 微波武器 定向能武器（DEW） HPM武器的優(yōu)點(diǎn)： （1）不存在嚴(yán)重的傳輸問(wèn)題 （2）全天候 ?隨著微波技術(shù)與器件的發(fā)展，現(xiàn)代武器及軍用設(shè)備都包含越來(lái)越多的電子元器件，它們很容易遭 到高能 量脈沖功率的傷害； ?隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)芯片上集成的元器件超過(guò)3億個(gè)，使其受損閾值大大降低,,,,,,激光武器微波或射頻武器荷電粒子束武器,由于

7、HPM具有比普通微波功率大、能量強(qiáng)、頻率高的特點(diǎn)，所以它在 通信、雷達(dá)和其它民用領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣闊。 通信 在信息量方面，信息容量與頻帶寬度和中心頻率成正比，信息量越大越復(fù)雜，就需要越寬的頻帶和越高的頻率。HPM通信可以載負(fù)更多的信息量，滿足當(dāng)今社會(huì)信息容量極度膨脹、信息速度迅速增長(zhǎng)的需要。 微波通信： 快速實(shí)現(xiàn)無(wú)線寬帶接入功能、建設(shè)局域微波通訊網(wǎng)提供多種網(wǎng) 絡(luò)服

8、務(wù) 覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn) HPM通信： 傳送話音、數(shù)據(jù)、視頻和圖象等各種信號(hào)，且具有很強(qiáng)的通用 性 高效傳輸、高信息量、高保密性,雷達(dá) 高功率可以提高雷達(dá)的作用距離， 高重復(fù)速率可以改善雷達(dá)的分辨率高 高靈敏性、超距離雷達(dá)正在航天遙感和衛(wèi)星導(dǎo)航以及空對(duì)地探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用，可以預(yù)言，高功率微波必

9、將把雷達(dá)代入一個(gè)更高的技術(shù)水平和嶄新的發(fā)展領(lǐng)域。 合成孔徑雷達(dá)：是一種在距離向采用脈沖壓縮，方位向采用合成孔徑 原理的高分辨雷達(dá)?；驹恚合喈?dāng)于一個(gè)二維脈沖壓縮濾波器 它將雷達(dá)從用于“探測(cè)”目標(biāo)提高到用于目標(biāo)“成像”，應(yīng)用領(lǐng)域也從軍事偵察擴(kuò)大到經(jīng)濟(jì)、資源和高科技信息等方面。對(duì)信號(hào)的特殊處理方式也使SAR具有很強(qiáng)的抗干擾性和相對(duì)較低的被偵察截獲概率，從而使得對(duì)SAR系統(tǒng)干擾技術(shù)的研究隨之成

10、為現(xiàn)代軍事信息對(duì)抗研究中一個(gè)非常迫切的重要課題。,距離維 脈壓濾波器,方向維脈壓濾波器,,,,,地域回波,圖象,無(wú)線輸電 微波源或激光器、發(fā)射與接受天線、微波或激光整流器組成。 其中最關(guān)鍵的器件是將微波（或激光）能量轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷恼髌?主要應(yīng)用領(lǐng)域： 加電給低軌道軍用衛(wèi)星、 給一些難于架線或危險(xiǎn)的地區(qū)供應(yīng)電能、 保證天基定性向能武器系統(tǒng)的電力、 傳

11、送衛(wèi)星太陽(yáng)能電站的電能、 在月球和地球之間架起能量之橋等 1 電源 2 電磁波發(fā)生器 3 發(fā)射天線 4 接受天線、5 高頻電磁波整流器 6 變電設(shè)備 7 有線電網(wǎng),,其它方面 高能RF加速器 磁約束等離子體受控?zé)岷司圩?材料加工 激光泵浦 環(huán)保工程等方面都有廣泛的應(yīng)用前景,?HPM的發(fā)展與應(yīng)用?HPM源器

12、件分類及其基本理論基礎(chǔ)?世界工作簡(jiǎn)單評(píng)介?定向能武器（DEW）?未來(lái)目標(biāo)和發(fā)展,1 HPM源器件的分類,,,,,,O型器件： 相對(duì)論電子束漂移方向與外加磁場(chǎng)（波的相速度）同向， 利用軸向慢波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電子束的群聚和波-束相互作用。 特點(diǎn)：頻率穩(wěn)定、波-束相互作用效率高、起振快 但它的高阻抗性質(zhì)限制了功率的產(chǎn)生和提高，外加高磁場(chǎng)限制了器件的小型化。M型器件： 相對(duì)論電子束的漂移方向垂直與正交電

13、磁場(chǎng)，電子在電磁場(chǎng)作用下的漂移速度 與波的相速度vp 相等 特點(diǎn)：阻抗低，輸入電壓和電流可以很高，但往往效率很低。,,2 HPM研究的理論基礎(chǔ) 等離子體物理和相對(duì)論電動(dòng)力學(xué)HPM器件的兩種工作狀態(tài) HPM器件：通過(guò)電子束與電磁場(chǎng)的相互作用來(lái)產(chǎn)生高功率微波的，所以等離子體研究中的波-粒相互作用理論可直接運(yùn)用HPM研究 HPM文化更接近于等離子體文化，而不是普通微

14、波文化,,,放大器(Amplifier) 振蕩器(Oscillator),將電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成微波電磁能的過(guò)程一般發(fā)生在波導(dǎo)作用：以某種方式把場(chǎng)的頻率和空間結(jié)構(gòu)調(diào)整到最適宜從一定的電子振蕩固有模式中提取能量 不同尺寸和形狀的波導(dǎo)可以傳播不同模式(TM或TE模)的波，波的特性由色散關(guān)系來(lái)描述,諧振腔,波導(dǎo),,,,,截止頻率 任何一個(gè)具有截止頻率低于入射信號(hào)頻率的模式都可以攜帶波能量

15、,場(chǎng)方程-Maxwell方程,,,,,,,邊界條件,“求和過(guò)程”,ρ，j,電子方程牛頓定律,,,,,,,,,,HPM 相互作用示意圖,對(duì)于大多數(shù)高功率微波(HPM)源，波的增長(zhǎng)總是伴隨著這種或那種方式的電子群聚 ，電子束的群聚就是電子的相位被調(diào)制，群聚迫使所產(chǎn)生的波具有相干性。,,3 基本原理,切侖可夫 (Cherenkov) 器件（ O型） 當(dāng)電子在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果電子的運(yùn)動(dòng)速度大于光在介質(zhì)中的傳播速度，電子就會(huì)產(chǎn)生

16、切侖可夫輻射,,O型切侖可夫器件（TWT）的基本結(jié)構(gòu)（1）波導(dǎo)入口（2）產(chǎn)生軸向場(chǎng)的磁場(chǎng)線圈（3）產(chǎn)生電子束的二極管/加速器（4）慢波結(jié)構(gòu)（5）喇叭型天線,,,隨著制作加工技術(shù)的提高，行波管(TWT)和返波管（BWO）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和手段上不斷推陳出新： 用一個(gè)均勻波導(dǎo)將周期結(jié)構(gòu)分成兩部分 以抵消反射，或在結(jié)構(gòu)上增加反射腔 ，用于進(jìn)行預(yù)群聚，目的是增加了輸出效率和功率 采用介質(zhì)加載或在管中充中性氣體采用單交錯(cuò)和雙交錯(cuò)電路的微波管,,

17、,,,基本方程,場(chǎng)方程,演化方程,,電子能量方程,,電子相位方程,磁絕緣傳輸線振蕩器-MILO(M型器件)MILO與其它器件不同之處：不需外加磁場(chǎng)，其直流磁場(chǎng)是由通過(guò)管子的器件內(nèi)部電流提供的，這個(gè)直流磁場(chǎng)與正交的直流電場(chǎng)一起決定了電子的漂移速度，這樣磁絕緣傳輸線振蕩器(MILO)自身產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)可抑制電子從陰極到陽(yáng)極的發(fā)射，這種自絕緣機(jī)制和低阻抗性質(zhì)可杜絕引陽(yáng)極之間的電子擊穿，并允許管子操作非常大的輸入輸出功率。,MILO的基本結(jié)構(gòu)

18、,相互作用區(qū)域中的電子除了沿軸向運(yùn)動(dòng)外，還有從陰極到陽(yáng)極的一個(gè)橫向漂移運(yùn)動(dòng)由于結(jié)構(gòu)上的差異，演化方程和電子運(yùn)動(dòng)方程與O型器件是不同的,,MILO管中電子輪輻的模擬,,MILO的主要缺點(diǎn)是效率不高，只有2%的輸入功率可用來(lái)參與RF能量交換近年來(lái)，國(guó)內(nèi)從事磁絕緣傳輸線振蕩器(MILO)研究的隊(duì)伍日漸壯大，其結(jié)構(gòu)和物理特性的研究引起人們愈來(lái)愈多的興趣和關(guān)注目前MILO已經(jīng)成為所有HPM器件中單脈沖比微波能量輸出最高的器件之一利用全電

19、磁方法，通過(guò)方法的改進(jìn)，其基頻由L波段可以提高到C波段，若同時(shí)加大陰極半徑，利用高次諧波在X波段可獲得270MW的輸出功率已有報(bào)道，磁絕緣傳輸線振蕩器(MILO)在L波段已獲得1.5GW的峰值功率和300J的微波能量,4 HPM研究方法,特點(diǎn)（1）HPM器件中波-束相互作用很復(fù)雜，很難進(jìn)行精確的解析分析 （2）高功率微波源的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研制費(fèi)用很高 HPM源研究的重要手段是計(jì)算機(jī)模擬。隨著HPM源技術(shù)的發(fā)展

20、，HPM的研究人員越來(lái)越要求計(jì)算物理學(xué)家能用計(jì)算機(jī)定量設(shè)計(jì)HPM源，使其滿足特定的性能要求在HPM源的二維和三維設(shè)計(jì)中，用的最廣的是PIC（particle in cell）。用PIC方法，美國(guó)和俄羅斯等國(guó)已研制了許多可用于高功率微波源數(shù)值模擬的、相對(duì)成熟的軟件 美國(guó) 加州大學(xué)的面向?qū)ο螅╫bject-oriented）的OOPIC和XOOPIC； 空軍實(shí)驗(yàn)室（AFRL）研制的ICEPIC

21、 圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（SNL）研制的OUICKSILVER和 TWOQUICK,俄羅斯 KARAT 洛斯阿拉莫斯科國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制的ISIS英國(guó) 原子能管理局（AEA）研制的MAGIC 和MAGIC3D； 科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司（SAIC）研制的MASK和 ARGUS 這些軟件在美國(guó)和俄羅斯的高功率微波源的發(fā)展過(guò)程中起到了關(guān)鍵的作用。目前國(guó)內(nèi)已引進(jìn)一些高

22、功率微波源的模擬軟件，其中主要是MAGIC和KARAT軟件等。這些軟件在我國(guó)的高功率微波源的研制中發(fā)揮了積極的推動(dòng)作用。 研制越來(lái)越好的HPM模擬軟件的關(guān)鍵：實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬協(xié)同工作，以交替的方式共同發(fā)展。只有理論、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)緊密配合，才能有助于HPM源的研究,?HPM的發(fā)展與應(yīng)用?HPM源器件分類及其基本理論基礎(chǔ)?世界工作簡(jiǎn)單評(píng)介?定向能武器（DEW）?未來(lái)目標(biāo)和發(fā)展,美國(guó)開(kāi)展HPM在國(guó)防軍事方面的研究主要由路

23、軍、海軍、空軍三大軍方實(shí)驗(yàn)室承擔(dān) 反艦艇導(dǎo)彈防御（ASMD） 指揮控制作戰(zhàn)系統(tǒng)（C2W）的應(yīng)用,,海軍實(shí)驗(yàn)室（NRL）,超寬帶、窄脈沖的HPM源的研究,小型化、輕重量的裝置爆炸驅(qū)動(dòng)的、適合艦艇的較大的高電壓裝置,基于電子攻擊（EA）的革新的常規(guī)和非常規(guī)的HPM源在ASMD和C2W中的應(yīng)用,毫米波亞毫米波輻射源等,,,,具體

24、裝置：相對(duì)論速調(diào)管、回旋共振脈塞和自由電子激光器 等,,陸軍實(shí)驗(yàn)室,傳感器和電子裝置（高功率真空射頻源）,用于,反對(duì)抗,電子戰(zhàn),通信雷達(dá),,,,行波管(TWT)、返波管(BWO)、需陰極振蕩器（Vircator）、微波功率模件、毫米波模件和正交場(chǎng)放大器,主要研究項(xiàng)目,空軍實(shí)驗(yàn)室,超寬帶（UWB）和窄帶源,等離子源的研究和診斷技術(shù),擊穿和天線,Phllips,Rome,wright,Armstrong,,,,,,,,,主要研究裝置

25、：UMB陣列源和天線、回旋-WBO、虛陰極振蕩器（VIrcator）和MIILO 空軍實(shí)驗(yàn)室對(duì)MIILO具有豐富和先進(jìn)的研究經(jīng)驗(yàn)，在世界上處于領(lǐng)先地位其引導(dǎo)MIILO成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn),大學(xué)有麻省理工學(xué)院：回旋管、CARM-回旋自振脈塞、FEL等馬里蘭大學(xué)：回旋管、回旋速調(diào)管、BWO、FEL等 康乃爾大學(xué)：BWO、TWT、CARM和回旋管等 加利福尼亞大學(xué)、新墨西哥大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、密執(zhí)根大學(xué)和田納西大學(xué)等也有一定規(guī)

26、模的研究 美國(guó)HPM研究 的主要技術(shù)成就 （1）穩(wěn)步提高了等離子體加熱回旋管的性能，并推進(jìn)了源的創(chuàng)新方法 （2）為實(shí)現(xiàn)FEL輸出功率和效率的提高，對(duì)錐型搖擺器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 （3）探索研究了多項(xiàng)鎖相技術(shù)。,俄國(guó)（前蘇聯(lián)）前蘇聯(lián)對(duì)HPM的研究是領(lǐng)先于其它西方國(guó)家，最活躍的兩個(gè)研究中心是應(yīng)用物理研究所 ：研究涉及慢波和快波器件研究所在研究諸如回旋管和毫米波段內(nèi)產(chǎn)生最高平均功率的回旋自共振脈塞等快波器件方面

27、是世界聞名的 托姆斯克強(qiáng)流電子學(xué)研究所：已擴(kuò)展到慢波器件 研究所對(duì)多波器件的研究是著名的，在與BWO和TWT相關(guān)的源方面取得了世界記錄的微波功率水平,回旋管,CARM,FEL,BWO,TWT,BWO,多波契倫柯夫發(fā)生器,相對(duì)論衍射發(fā)生器,相對(duì)論衍射發(fā)生器,托姆斯克核物理研究所 ：主要從事S(3GHz)波段的研究莫斯

28、科普通物理研究所： 研究擴(kuò)展到等離子體器件研究所在研究自由電子激光、回旋管等快波器件方面是知名的莫斯科無(wú)線電技術(shù)研究所：研究重點(diǎn)是虛陰極振蕩器和等離子器件 國(guó)立莫斯科大學(xué)：表面波振蕩器和微波源理論研究 主要成就是： （1）在等離子加熱用的回旋管方面達(dá)到了高平均功率（2）在多波契倫柯夫發(fā)生器（MWCG）、多波衍射發(fā)生器（MWDG）和相對(duì)論衍 射發(fā)生器（RDG）方面達(dá)到了高峰值功率（3）研制了驅(qū)動(dòng)高峰

29、值功率和高平均功率源的小型重復(fù)脈沖功率源（4）開(kāi)發(fā)了用于回旋管的高效耦合器,相對(duì)論磁控管,虛陰極振蕩器,諧振器儲(chǔ)能源,等離子填充器件,契倫柯夫器件,虛陰極振蕩器,?HPM的發(fā)展與應(yīng)用?HPM源器件分類及其基本理論基礎(chǔ)?世界工作簡(jiǎn)單評(píng)介?定向能武器（DEW）?未來(lái)目標(biāo)和發(fā)展,HPM（新概念）武器 是一種射頻武器。它把HPM源產(chǎn)生的微波經(jīng)過(guò)高增益天線定性輻射出去，將微波能量聚集在很窄的波束內(nèi)，以極高的強(qiáng)度照射目標(biāo)，從而產(chǎn)生

30、殺傷和破壞效果。HPM武器對(duì)目標(biāo)的殺傷效果 取決于初級(jí)功率源的大小、HPM源的輸出功率、發(fā)射天線的增益和目標(biāo)與微波源 的距離,HPM武器,,HPM源,微波器件,定向發(fā)射裝置,控制系統(tǒng),,,,,,,實(shí)驗(yàn)表明 ★ 0.01～1µW/cm2，可使工作在相同波段上雷達(dá)、通信等電子設(shè)備的信噪比下降，起到干擾正常工作的作用 ★ 0.01～1W/cm2，其輻射所形成的瞬變電磁場(chǎng)可以使金屬目標(biāo)表面產(chǎn)生感應(yīng)電

31、流，其（通過(guò)天線、導(dǎo)線、金屬開(kāi)口或縫隙）進(jìn)入目標(biāo)的電子設(shè)備中，使電路功能混亂或燒毀電路中的元器件 ★ 80W/ cm2，持續(xù)一秒即可致人死亡 ★ 1000～10000W/ cm2，瞬間摧毀目標(biāo)，引爆炸彈和導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部,HPM武器有下列優(yōu)點(diǎn)由于高效率和光速攻擊，所以不受天氣影響--近于全天候使用控制殺傷力，使波束雖能致人失明或心肺功能衰竭，但不致人死亡 微波波束較寬，不需精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)即能殺傷目標(biāo) 小的微波源適于隱蔽使用

32、攻擊不留痕跡,,天基HPM武器系統(tǒng)作戰(zhàn)圖 天基HPM武器系統(tǒng)能夠?qū)Φ孛?、飛機(jī)和空中目標(biāo)實(shí)施不同程度的殺傷,,機(jī)載HPM武器系統(tǒng)作戰(zhàn)圖這種中等距離的武器系統(tǒng)既可以打擊飛機(jī)上的目標(biāo)，也可以打擊地面上的目標(biāo)， 并具有可調(diào)的殺傷力,,實(shí)驗(yàn)型高功率微波發(fā)射器,,,實(shí)現(xiàn)并實(shí)施使用性實(shí)驗(yàn)的HPM武器目前HPM武器基本還處于戰(zhàn)略性微波武器階段，大部分距實(shí)用武器系統(tǒng)還有一定距離，還處于武器概念階段。HPM炸彈：海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美海軍在戰(zhàn)爭(zhēng)

33、的第一天就從艦艇上發(fā)射了裝有這種彈頭的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈，主要用于破壞對(duì)方的指揮系統(tǒng)和供電網(wǎng)絡(luò) HPM炸彈：是通過(guò)把微波束轉(zhuǎn)化為電磁能，毀傷對(duì)方電子設(shè)施和人員的一種新型定向能武器 ，它對(duì)電子系統(tǒng)和人體均可造成傷害基本工作原理：HPM經(jīng)過(guò)天線聚集成的很窄、很強(qiáng)的束電磁波射向?qū)Ψ剑揽窟@束電磁波產(chǎn)生的高溫、電離、輻射等綜合效應(yīng)，在目標(biāo)內(nèi)部的電子線路中產(chǎn)生很高的電流電壓，擊穿或燒毀其中敏感元器件，毀損電腦中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而使對(duì)方武器指揮系

34、統(tǒng)陷于癱瘓，喪失戰(zhàn)斗力；或?qū)θ梭w肌體和機(jī)能造成損傷,HPM炸彈的使用，對(duì)攻擊方來(lái)說(shuō)無(wú)疑可迅速增強(qiáng)其戰(zhàn)斗力，對(duì)目標(biāo)方來(lái)說(shuō)，防御和對(duì)抗卻十分困難 破壞威力基本達(dá)到核武器水平，但更干凈和準(zhǔn)確，并可避免誤傷平民和民用目標(biāo)，也可大大減少甚至避免攻擊方自身的人身傷亡?？傊瑹o(wú)論那種HPM武器，都是一種遠(yuǎn)距離進(jìn)行干擾、近距離實(shí)現(xiàn)摧毀的具有軟硬兩種殺傷效應(yīng)的多功能武器，現(xiàn)階段主要用于飛機(jī)自衛(wèi)、進(jìn)行反艦導(dǎo)彈防御以及壓制敵方防空和指（揮）管（理）通（

35、信）情（報(bào)）系統(tǒng),非致命武器（1）美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室正在研制的地面車輛制動(dòng)裝置，就是利用微波源產(chǎn)生的脈沖波爆使遠(yuǎn)處的正在高速行駛的汽車失靈甚至報(bào)廢（2）電力分配彈藥EPDM（Electric power distribution manition），當(dāng)其飛抵目標(biāo)上方時(shí)爆炸釋放出大量松散的傳導(dǎo)性碳纖維纏絲，隨風(fēng)飄落，纏繞在高能電纜上使電子設(shè)備嚴(yán)重短路 （3）目前正在研制中的隱蔽式眩目激光武器，是使用熒光技術(shù)，其發(fā)射出的紫外光照射眼睛后，

36、眼睛會(huì)產(chǎn)生熒光感應(yīng)出現(xiàn)視線模糊，使人致暈（但無(wú)致人失明的危險(xiǎn)）,,BLU-114電力分配彈藥,?HPM的發(fā)展與應(yīng)用?HPM源器件分類及其基本理論基礎(chǔ)?世界工作簡(jiǎn)單評(píng)介?定向能武器（DEW）?未來(lái)目標(biāo)和發(fā)展,理論和技術(shù)上的一些問(wèn)題,一些HPM相關(guān)技術(shù)還處于戰(zhàn)略性概念研究階段,造價(jià)高、體積大、重量沉,,,,制約了HPM的市場(chǎng)化和實(shí)用化,未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)模被廣大地?cái)U(kuò)展,全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng),,適應(yīng)電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)的要求,發(fā)展商業(yè)化和實(shí)用化,,,,,

37、,HPM技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)并開(kāi)發(fā)新的HPM源,需解決的問(wèn)題 小型化效率天線大小峰值功率和平均功率 以及跟蹤、瞄準(zhǔn)、損害評(píng)估等支持技術(shù)HPM基礎(chǔ)研究目標(biāo)窄帶源目標(biāo) ▲     增加HPM的脈沖功率至10GW（現(xiàn)是幾個(gè)GW）▲     增加脈沖長(zhǎng)度到10µs▲     增加脈沖能量到100k

38、J，解決脈沖縮短問(wèn)題▲     研制可調(diào)HPM源—回旋裝置、等離子體填充源,▲ 研制自優(yōu)化源—自動(dòng)控制運(yùn)轉(zhuǎn)的HPM、脈沖調(diào)諧、輸出選擇性能最 優(yōu)化 ▲ 提高HPM脈沖的輻射能力—天線、輻射窗、模轉(zhuǎn)換的研究 ▲  生產(chǎn)小型化源，實(shí)現(xiàn)高效率多平臺(tái)應(yīng)用 窄帶源功率提高已取得很大進(jìn)展，未來(lái)的發(fā)展方向是 （1）研究實(shí)現(xiàn)GW級(jí)功率可調(diào)性能

39、 （2）尋求更小型、重量輕、效率高的源。,寬帶源的研究目標(biāo)：增加輻射功率至10GW增加重復(fù)頻率到10KHz增加場(chǎng)強(qiáng)：從目前的1875kv增加到30000kv進(jìn)一步研究氣體和油開(kāi)關(guān)技術(shù)、控制流的形成研究下一帶固體開(kāi)關(guān)陣列更好性能的天線對(duì)于寬帶源未來(lái)研究沿三個(gè)方向： （1）氣體開(kāi)關(guān)高功率源； （2）下一帶光導(dǎo)（PCSS）陣列源； （3）新型超寬帶天線。 當(dāng)今和未來(lái)的HPM源正向著高功率、高能量、高效率、高性能