论便携EMP装置的可行性与效果



论便携EMP装置的可行性与效果

■杨程

本文主要从物理新技术角度讨论单兵电磁脉冲发生器的可行性。

一、原理

电磁脉冲，一般有两种发生原理：(1)高强度爆炸(特别是核爆炸)压缩磁通量产生高强度电流，导入虚阴极管，通过谐振产生峰值功率达到几兆瓦，1 GHz～300 GHz的超高频电磁脉冲波。(2)通过高性能逆变升压电路，同样产生高频电流继而引发脉冲。该方式由于技术限制产生的电磁脉冲为近似的梯形波。

由于第一种原理多为一次性脉冲弹，本文重点讨论第二种发生方式单兵作战的可行性。

二、技术局限于解决方案

1.技术局限

限制了便携发生装置的主要原因是产生的频率相较第一种低得多，形成的梯形波傅里叶等效带宽仅大于100 MHz。纵然如此，仍能在裸露的导电体(例如裸露的电线、印刷电路板的印制线)上急剧产生数千伏的瞬变电压，对大量电子设备造成无法挽回的损坏。

2.解决方案

近年来的的超级电池与新型动力锂电池，具有多种优点，是早期蓄电池等无法比拟的，仿佛为该武器量身定制。这种电池具有能量密度高，充电速度快，峰值电压电流极高，完全符合了形成更高频电磁脉冲的能源条件。超级电池组模(体积200 L、储容量为120 KW·h)在600 V额定电压和50 A额定电流下，能不断输出30千瓦的最大功率。

三、发生系统

1.电路简述

虚阴极振荡器可以很方便地由小型Marx脉冲发生器产生200～400 kV的激励。快速的上升电流以及大的峰值功率能够产生强大的微波脉冲。由600 V-50 A DC输入到逆变升压电路可产生10 kV，60 kHz的高频AC输出。输出进入二极管进行半波整流得到直流高压，通过电阻向超高压薄膜电容充电，当电压达到火花隙的击穿电压时，瞬间发生击穿，电流通过电感线圈与集总电容并联电路快速上升，最后输入容性天线，产生100 Mhz以上的高频电磁脉冲，其峰值功率可达几十甚至几百kW。而利用上述30 L的液流超级电池，大约可以进行20～40次电磁脉冲攻击。

2.测试数据

实验室测试数据表明，在6节高性能18 650锂电3*2串联形成12 V电源，输入一臭氧发生器的逆变电路，接入上述电路，采用全向容性天线，可达到峰值几百瓦。

测试具体数据：环境：金属铜板激光切割形成的强反射、吸收电磁波的法拉第笼。结果：11.4 m瞬间永久破环Arduino单片机芯片；9.8 m快速永久破环卡西欧计算器(带外壳)；15.7 m有效干扰Matrix伺服舵机角度控制芯片；24.3 m有效干扰功率2 W的手持电台；26.5 m有效干扰手机通话。

四、应用分析

在使用超级电池，定向天线的解决方案下，理论上可在50～100 m的范围内，对目标无防护或不完全防护的所有电子设备产生致命打击，由于现代电子系统或多或少会采用电子芯片，而电子芯片几乎毫无容错性，任何一个细微部分的损坏，都可能造成整个系统的拓机，许多敏感系统又是十分重要的。所以单兵脉冲发生器在突袭，反恐等军事活动中，能起到十分巨大的作用。

五、结束语

便携发生器的理论可行性与强大的效果毋庸置疑，但实际技术上可能还会面临许多难题。未来战争中，信息是极其重要的，电磁战将成为重要甚至决胜的一环，单兵电磁脉冲发生装置势必成为各国研究的一个方向。

作者单位：河南省驻马店市高级中学583班