張洪 李其祥 陳旭輝 黃迎

摘 要：隨著微波技術(shù)的快速發(fā)展，其逐漸進(jìn)入更多領(lǐng)域，得到更廣應(yīng)用。其中，高功率微波車輛迫停技術(shù)作為一種典型的電子對(duì)抗系統(tǒng)，以定向發(fā)射高功率微波束，通過與車輛行車電腦系統(tǒng)發(fā)生耦合，產(chǎn)生非核電磁脈沖效應(yīng)，直接攻擊車輛關(guān)鍵部件，癱瘓車輛電子設(shè)備?？梢钥焖佟?zhǔn)確、實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)車輛迫停，在非接觸、非暴力手段下完成對(duì)目標(biāo)車輛的快速控制，在國防、行政執(zhí)法和安保等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高功率微波；車輛迫停；應(yīng)急安保；執(zhí)法攔截

高功率微波車輛迫停技術(shù)是向不合作車輛定向發(fā)射峰值功率超過100MW、中心頻率在300MHz～300GHz的強(qiáng)電磁脈沖輻射。電磁波束通過“前門”或者“后門”耦合至目標(biāo)車輛，擾亂或損傷其車載電腦或者電子傳感器，使元器件產(chǎn)生狀態(tài)反轉(zhuǎn)、擊穿，出現(xiàn)誤碼、記憶信息抹掉等，或通過大脈沖功率超過敏感元器件的額定值，設(shè)備會(huì)因過載而造成永久性毀傷，從而達(dá)到迫停不合作車輛的目標(biāo)。該技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品后，主要由初級(jí)能源、高壓電源、脈沖調(diào)制器、初級(jí)激勵(lì)微波源、電真空微波管、輻射天線等部件組成，應(yīng)用上主要具有四個(gè)特性，一是低烈度，在微波作用時(shí)不會(huì)對(duì)車輛和人員造成永久傷害，能有效避免在沖突中發(fā)生人員傷亡等嚴(yán)重情況。二是隱蔽性，其無聲、無光、無色、無味，悄無聲息地達(dá)到迫停目的，而對(duì)方無法察覺，實(shí)現(xiàn)無痕攻擊。三是速度快，具有光速攻擊、所見即所得的優(yōu)點(diǎn)。四是精準(zhǔn)性，攻擊面為一定區(qū)域，對(duì)波束范圍內(nèi)的對(duì)象均有效，可防止誤傷和攻擊范圍不可控。

1國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1國外同類技術(shù)應(yīng)用情況

高功率微波車輛迫停技術(shù)是美國國防部非致命計(jì)劃署的重點(diǎn)研究方向，美國陸軍實(shí)驗(yàn)室、海軍實(shí)驗(yàn)室等單位先后開展了高功率電磁脈沖對(duì)車輛的效應(yīng)試驗(yàn)，主要測試不同目標(biāo)的敏感頻率及迫停所需的功率密度。美國陸軍實(shí)驗(yàn)室研制的窄帶射頻車輛迫停系統(tǒng)，采用峰值功率為50MW的虛陰極后加速管Reltron，脈沖寬度0.5～1μs，重復(fù)頻率1～300Hz。德國在微波技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，其中德國迪爾（DIEHL）軍工集團(tuán)長期致力于微波車輛迫停技術(shù)研究，于2014年6月在法國巴黎防務(wù)展上推出了名為“car stop”的高功率電磁輻射系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用寬譜高功率微波技術(shù)體制，被集成至Jeep越野車內(nèi)部，可在3至15米距離范圍迫停目標(biāo)車輛，并且已經(jīng)應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)等重大集會(huì)的安保工作。此外，英國、俄羅斯、以色列、瑞典等國家也開展了車輛迫停的研究工作。

1.2國內(nèi)同類技術(shù)應(yīng)用情況

從技術(shù)需求看，近年來，汽車暴力恐怖襲擊時(shí)有發(fā)生，如2013年10月金水橋事件，2014年5月烏魯木齊早市汽車爆炸，2016年中國駐馬里維和基地以及駐吉爾吉斯斯坦大使館汽車自殺式襲擊事件。行政執(zhí)法人員遭遇嫌疑車輛暴力抗法的事件也屢見不鮮，如2017年11月廣東中山、2020年3月河南新鄉(xiāng)、2020年6月山東青島等地發(fā)生的車輛沖撞執(zhí)法人員案件。上述事件和恐怖犯罪活動(dòng)，造成惡劣的社會(huì)影響和人員傷亡，迫切需要一種有效手段進(jìn)行高效處置。從技術(shù)應(yīng)用看，我國正在加強(qiáng)車輛迫停技術(shù)的探索和研究。中國工程物理研究院研制了基于寬譜高功率微波技術(shù)的微波車輛迫停系統(tǒng)，對(duì)典型車輛的作用距離可達(dá)15m，體積約1m3，重量約200kg。中國兵器工業(yè)集團(tuán)開展微波車輛迫停技術(shù)及相關(guān)裝備研究，先后完成了基于寬譜高功率微波技術(shù)體制的固定站式、機(jī)動(dòng)式微波車輛迫停系統(tǒng)研發(fā)，對(duì)車輛迫停距離可達(dá)15m，載荷重量97kg，功耗小于1kW，經(jīng)過迭代改進(jìn)，在系統(tǒng)工作可靠性、小型化、系統(tǒng)效率等方面達(dá)到了較高水平。中船701所電磁兼容室通過國防973等項(xiàng)目開展了高功率微波源小型化、遠(yuǎn)場無衍射傳輸、智能頻譜管控等相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)研究，取得了一定突破。目前，該技術(shù)已轉(zhuǎn)化為初級(jí)產(chǎn)品，通過加載于車輛平臺(tái)，以動(dòng)態(tài)部署方式，可實(shí)現(xiàn)天安門等重要警衛(wèi)目標(biāo)防車輛沖撞襲擊任務(wù)，隨著產(chǎn)品不斷改進(jìn)升級(jí)，有望實(shí)現(xiàn)批量列裝。

2亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)

2.1車輛目標(biāo)綜合效應(yīng)研究及攻擊波形優(yōu)化技術(shù)

研制技術(shù)成熟、性能可靠的車輛迫停系統(tǒng)，以滿足不同任務(wù)場景的需求，需要研究高功率微波是怎樣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)電子系統(tǒng)內(nèi)部，耦合通道以及在敏感器件端口或電路上所感應(yīng)脈沖的特征參數(shù)，需要起效的電磁波閾值以及效應(yīng)現(xiàn)象。核心是通過對(duì)微波反車輛的綜合作用機(jī)理開展深入研究，重點(diǎn)關(guān)注微波對(duì)目標(biāo)電子系統(tǒng)相互作用的過程、起效的機(jī)理和對(duì)應(yīng)效果，從而發(fā)現(xiàn)其中共性的作用規(guī)律，分析歸納對(duì)目標(biāo)普適性較強(qiáng)的電磁波特征，如有效作用頻段、所需的脈沖重復(fù)頻率、輻射電場和功率密度閾值等關(guān)鍵參數(shù)，指導(dǎo)后續(xù)微波迫停系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研制。

2.2緊湊型兆瓦級(jí)脈沖調(diào)制技術(shù)

研制性能穩(wěn)定、便攜輕量的大功率發(fā)射裝置是科研過程中的核心問題，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離迫停，系統(tǒng)微波源所需的功率量級(jí)在數(shù)兆瓦量級(jí)，考慮到效率，則要求調(diào)制器為微波源提供的饋入能量不小于數(shù)十兆瓦，該功率已經(jīng)完全超出了傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)調(diào)制器設(shè)計(jì)范圍，因此需要針對(duì)微波源技術(shù)參數(shù)，開展準(zhǔn)方波型兆瓦級(jí)高功率脈沖調(diào)制研究，具體的需要研究工作電流可達(dá)數(shù)十千安的大功率開關(guān)、長壽命高壓儲(chǔ)能電容、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)等。同時(shí)考慮系統(tǒng)應(yīng)用，還應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)的體積和重量，提高脈沖調(diào)制系統(tǒng)的緊湊型，便于搭載在各種輕型作戰(zhàn)平臺(tái)。

2.3底盤高功率電磁兼容及防護(hù)技術(shù)

由于搭載高功率微波迫停系統(tǒng)的車載平臺(tái)自身包含各類復(fù)雜電子設(shè)備，而系統(tǒng)輸出的輻射電場極高，很有可能在執(zhí)行任務(wù)過程中對(duì)底盤自身產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，所以車載平臺(tái)的電磁兼容性設(shè)計(jì)是系統(tǒng)集成后亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

3應(yīng)用前景展望

由于高功率微波車輛迫停系統(tǒng)研發(fā)周期較長、技術(shù)還不夠成熟，目前多作為科研樣機(jī)試用，未成建制配備使用。隨著技術(shù)不斷成熟、產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化迭代，微波迫停技術(shù)有望發(fā)揮更遠(yuǎn)距離、更高效率、更低耗能的獨(dú)特優(yōu)勢，應(yīng)用前景非常廣闊。

3.1多領(lǐng)域應(yīng)用

高功率微波車輛迫停技術(shù)突破傳統(tǒng)車輛攔截方式，是一種車輛迫停的顛覆性技術(shù)手段。隨著技術(shù)和應(yīng)用的不斷成熟，其良好的適應(yīng)性、安全性和費(fèi)效比將受到各個(gè)領(lǐng)域的廣泛青睞。在安保領(lǐng)域，執(zhí)勤防護(hù)、反恐處突、要員警衛(wèi)、固定目標(biāo)守衛(wèi)、機(jī)動(dòng)目標(biāo)伴隨護(hù)衛(wèi)等任務(wù)中可確保目標(biāo)不受車輛沖撞襲擊。在執(zhí)法領(lǐng)域，可用于防范車輛或駕駛?cè)司軝z、酒（醉）駕以及肇事逃逸、闖關(guān)沖卡等突發(fā)事件的處置。由于該系統(tǒng)的使用涉及電磁頻譜資源、個(gè)人權(quán)益等方面的問題，執(zhí)法領(lǐng)域使用的合法性，以及相關(guān)審批、監(jiān)管等一系列工作還有待進(jìn)一步論證。

3.2多功能融合

該系統(tǒng)在車輛迫停方面展現(xiàn)出的優(yōu)越性，還不能完善適應(yīng)任務(wù)的需要。由于車輛高速狀態(tài)下的沖撞襲擊，會(huì)在秒級(jí)時(shí)間內(nèi)完成，從發(fā)現(xiàn)到處置的時(shí)間差慢于這個(gè)時(shí)間，就會(huì)導(dǎo)致反襲擊任務(wù)的失敗。出于系統(tǒng)的適用性和實(shí)戰(zhàn)性考慮，僅有“處置”的能力是不夠的，還需要集成“預(yù)警”能力，在偵察、處置等方面進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，增加保底手段和系統(tǒng)可靠性。比如，在系統(tǒng)原型機(jī)上集成測速雷達(dá)、紅外感應(yīng)等終端實(shí)現(xiàn)對(duì)沖撞車輛的快速感應(yīng)和預(yù)警，集成強(qiáng)光、強(qiáng)聲設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)嫌疑人非致命打擊，集成快速收放式阻車設(shè)備、車釘拋灑裝置等實(shí)現(xiàn)對(duì)沖撞車輛的物理阻截，集成擴(kuò)音設(shè)備對(duì)嫌疑人展開政策宣傳、心理疏導(dǎo)和輿論引導(dǎo)等，達(dá)到一機(jī)多能、一裝多用的目的。

3.3多樣式部署

根據(jù)不同任務(wù)需要對(duì)原理樣機(jī)進(jìn)行改進(jìn)研制，生成不同型號(hào)、大小、形態(tài)和用途的迫停系統(tǒng)，通過科學(xué)化編配和組合化使用，形成多種部署樣式。比如，固定與動(dòng)態(tài)部署相結(jié)合，通過將迫停系統(tǒng)安裝在固定臺(tái)站特種車輛上，實(shí)現(xiàn)對(duì)可疑目標(biāo)的跟進(jìn)監(jiān)測和控制；區(qū)域與定點(diǎn)部署相結(jié)合，通過在大型任務(wù)現(xiàn)場部署廣域覆蓋的大型迫停系統(tǒng)，在重點(diǎn)敏感部位部署高靈敏度、高可靠性的小型迫停設(shè)備，實(shí)現(xiàn)任務(wù)區(qū)域安防工作萬無一失；設(shè)備與系統(tǒng)相結(jié)合，將單體設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，并進(jìn)行智能化擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多個(gè)迫停系統(tǒng)一體運(yùn)轉(zhuǎn)、功能互補(bǔ)和人機(jī)協(xié)同，以信息化的提升促進(jìn)高功率微波車輛迫停能力的發(fā)揮。