电磁脉冲作战效果分析

电磁脉冲的作战形式主要有两种：一种是微波脉冲弹的形式；另一种是微波炮的形式。

微波脉冲弹主要是将化学能转换成电能，产生高功率电磁脉冲，用此脉冲控制一个射频振荡管，从而产生高功率微波电磁脉冲，用此脉冲进入电子设备内部，使电子器件损伤，破坏电子设备的正常工作。

电磁脉冲进入电子设备内部的方式一般分为两种：一种是从前门进入，即从天线接收机通频带内进入，而后作用于电子器件；另一种是后门进入，即从一些耦合孔、缝进入或接收机带外进入，作用于电子器件。

1.从前门进入

对电子器件造成损伤所需的脉冲功率，从接收机通频带内进入，所需的脉冲功率为

式中　Pa——电子器件烧毁所需的功率；

　　　PjGj——高功率脉冲源的等效辐射功率；

　　　r——高功率与被攻击的电子设备之间的距离；

　　　λ——脉冲源的载频波长；

　　　Gt（θ）——被攻击电子设备接收天线对准电磁脉冲源方向的增益。

1）天线主瓣对主瓣所需的电磁脉冲功率

设电磁脉冲源宽度分别为30 ns、100 ns、500 ns，所需的脉冲烧毁功率分别如下：

脉冲宽度为30 ns 时，所需的损伤功率Pa1为40 dBW；

脉冲宽度为100 ns 时，所需的损伤功率Pa2为23 dBW；

脉冲宽度为500 ns 时，所需的损伤功率Pa3为20 dBW。

假设R=0.5 km、Gt=20 dB、Gj=15 dB。计算数据如下：

脉冲宽度τ1=30 ns 时，所需的脉冲功率为1.4 ×1011 W （140 GW）；

脉冲宽度τ2=100 ns 时，所需的脉冲功率为2.8 GW；

脉冲宽度τ3=500 ns 时，所需的脉冲功率为1.4 GW。

2）干扰天线主瓣对准雷达天线副瓣所需的电磁脉冲功率

假设r=100 m、Gt（θ）=4，其他参数不变。

脉冲宽度τ1=30 ns 时，所需的脉冲功率仍为1.4 ×1011 W；(www.xing528.com)

脉冲宽度τ2=100 ns 时，所需的脉冲功率仍为2.8 GW；

脉冲宽度τ3=500 ns 时，所需的脉冲功率仍为1.4 GW。

3）对反辐射导弹的攻击所需要的电磁脉冲功率

假设攻击的脉冲重频100 Hz、Gj=40 dB，反辐射导弹天线增益为10 dB、r=3 km。

脉冲宽度为30 ns 时，所需的损伤功率Pa1为35 dBW；

脉冲宽度为100 ns 时，所需的损伤功率Pa2为20 dBW；

脉冲宽度为500 ns 时，所需的损伤功率Pa3为18 dBW。

用式（10.3），计算数据如下：

τ1=30 ns 时，所需的脉冲峰值功率为52 GW；

τ2=100 ns 时，所需的脉冲峰值功率为1.6 GW；

τ3=500 ns 时，所需的脉冲峰值功率为1.06 GW。

2.从后门耦合进入

耦合进入电子设备，对电子器件的损伤距离为

式中　PjGj——电磁脉冲辐射源的等效功率，取10 GW；

　　　ρ——耦合系数；

　　　λ——辐射源波长，取3 cm；

　　　Pa——器件所需的损伤功率，取3 dBW。

耦合系数与耦合孔的孔径、形状、材料等多种因素有关，一般为10-6～10-3 （取10-4）。将参数代入式（10.4），算得r=7.5 cm。

3.常见的高功率微波脉冲源（表10.4）

表10.4　生产高功率微波脉冲源

从计算分析中可知，对电子器件损伤所需的脉冲功率在吉瓦至数十吉瓦。而从表10.4 中可以看出，现有高脉冲功率的管子可以达到吉瓦至数十吉瓦，因此，高功率微波脉冲攻击设备是可以实现的，但是现在还在试验阶段，在不久的将来这些高功率微波设备是会用于实战。