高功率微波车辆迫停技术应用现状及前景展望

张洪 李其祥 陈旭辉 黄迎

摘 要：随着微波技术的快速发展，其逐渐进入更多领域，得到更广应用。其中，高功率微波车辆迫停技术作为一种典型的电子对抗系统，以定向发射高功率微波束，通过与车辆行车电脑系统发生耦合，产生非核电磁脉冲效应，直接攻击车辆关键部件，瘫痪车辆电子设备。可以快速、准确、实时地实现车辆迫停，在非接触、非暴力手段下完成对目标车辆的快速控制，在国防、行政执法和安保等领域得到越来越广泛的应用。

关键词：高功率微波；车辆迫停；应急安保；执法拦截

高功率微波车辆迫停技术是向不合作车辆定向发射峰值功率超过100MW、中心频率在300MHz～300GHz的强电磁脉冲辐射。电磁波束通过“前门”或者“后门”耦合至目标车辆，扰乱或损伤其车载电脑或者电子传感器，使元器件产生状态反转、击穿，出现误码、记忆信息抹掉等，或通过大脉冲功率超过敏感元器件的额定值，设备会因过载而造成永久性毁伤，从而达到迫停不合作车辆的目标。该技术转化为产品后，主要由初级能源、高压电源、脉冲调制器、初级激励微波源、电真空微波管、辐射天线等部件组成，应用上主要具有四个特性，一是低烈度，在微波作用时不会对车辆和人员造成永久伤害，能有效避免在冲突中发生人员伤亡等严重情况。二是隐蔽性，其无声、无光、无色、无味，悄无声息地达到迫停目的，而对方无法察觉，实现无痕攻击。三是速度快，具有光速攻击、所见即所得的优点。四是精准性，攻击面为一定区域，对波束范围内的对象均有效，可防止误伤和攻击范围不可控。

1国内外应用现状分析

1.1国外同类技术应用情况

高功率微波车辆迫停技术是美国国防部非致命计划署的重点研究方向，美国陆军实验室、海军实验室等单位先后开展了高功率电磁脉冲对车辆的效应试验，主要测试不同目标的敏感频率及迫停所需的功率密度。美国陆军实验室研制的窄带射频车辆迫停系统，采用峰值功率为50MW的虚阴极后加速管Reltron，脉冲宽度0.5～1μs，重复频率1～300Hz。德国在微波技术及其应用领域处于世界领先地位，其中德国迪尔（DIEHL）军工集团长期致力于微波车辆迫停技术研究，于2014年6月在法国巴黎防务展上推出了名为“car stop”的高功率电磁辐射系统。该系统采用宽谱高功率微波技术体制，被集成至Jeep越野车内部，可在3至15米距离范围迫停目标车辆，并且已经应用于奥运会等重大集会的安保工作。此外，英国、俄罗斯、以色列、瑞典等国家也开展了车辆迫停的研究工作。

1.2国内同类技术应用情况

从技术需求看，近年来，汽车暴力恐怖袭击时有发生，如2013年10月金水桥事件，2014年5月烏鲁木齐早市汽车爆炸，2016年中国驻马里维和基地以及驻吉尔吉斯斯坦大使馆汽车自杀式袭击事件。行政执法人员遭遇嫌疑车辆暴力抗法的事件也屡见不鲜，如2017年11月广东中山、2020年3月河南新乡、2020年6月山东青岛等地发生的车辆冲撞执法人员案件。上述事件和恐怖犯罪活动，造成恶劣的社会影响和人员伤亡，迫切需要一种有效手段进行高效处置。从技术应用看，我国正在加强车辆迫停技术的探索和研究。中国工程物理研究院研制了基于宽谱高功率微波技术的微波车辆迫停系统，对典型车辆的作用距离可达15m，体积约1m3，重量约200kg。中国兵器工业集团开展微波车辆迫停技术及相关装备研究，先后完成了基于宽谱高功率微波技术体制的固定站式、机动式微波车辆迫停系统研发，对车辆迫停距离可达15m，载荷重量97kg，功耗小于1kW，经过迭代改进，在系统工作可靠性、小型化、系统效率等方面达到了较高水平。中船701所电磁兼容室通过国防973等项目开展了高功率微波源小型化、远场无衍射传输、智能频谱管控等相关基础技术研究，取得了一定突破。目前，该技术已转化为初级产品，通过加载于车辆平台，以动态部署方式，可实现天安门等重要警卫目标防车辆冲撞袭击任务，随着产品不断改进升级，有望实现批量列装。

2亟待突破的关键技术

2.1车辆目标综合效应研究及攻击波形优化技术

研制技术成熟、性能可靠的车辆迫停系统，以满足不同任务场景的需求，需要研究高功率微波是怎样进入发动机电子系统内部，耦合通道以及在敏感器件端口或电路上所感应脉冲的特征参数，需要起效的电磁波阈值以及效应现象。核心是通过对微波反车辆的综合作用机理开展深入研究，重点关注微波对目标电子系统相互作用的过程、起效的机理和对应效果，从而发现其中共性的作用规律，分析归纳对目标普适性较强的电磁波特征，如有效作用频段、所需的脉冲重复频率、辐射电场和功率密度阈值等关键参数，指导后续微波迫停系统的设计和研制。

2.2紧凑型兆瓦级脉冲调制技术

研制性能稳定、便携轻量的大功率发射装置是科研过程中的核心问题，为了实现对目标的远距离迫停，系统微波源所需的功率量级在数兆瓦量级，考虑到效率，则要求调制器为微波源提供的馈入能量不小于数十兆瓦，该功率已经完全超出了传统发射机调制器设计范围，因此需要针对微波源技术参数，开展准方波型兆瓦级高功率脉冲调制研究，具体的需要研究工作电流可达数十千安的大功率开关、长寿命高压储能电容、脉冲形成网络等。同时考虑系统应用，还应该重点关注系统的体积和重量，提高脉冲调制系统的紧凑型，便于搭载在各种轻型作战平台。

2.3底盘高功率电磁兼容及防护技术

由于搭载高功率微波迫停系统的车载平台自身包含各类复杂电子设备，而系统输出的辐射电场极高，很有可能在执行任务过程中对底盘自身产生严重的电磁干扰，所以车载平台的电磁兼容性设计是系统集成后亟待解决的关键技术之一。

3应用前景展望

由于高功率微波车辆迫停系统研发周期较长、技术还不够成熟，目前多作为科研样机试用，未成建制配备使用。随着技术不断成熟、产品设计不断优化迭代，微波迫停技术有望发挥更远距离、更高效率、更低耗能的独特优势，应用前景非常广阔。

3.1多领域应用

高功率微波车辆迫停技术突破传统车辆拦截方式，是一种车辆迫停的颠覆性技术手段。随着技术和应用的不断成熟，其良好的适应性、安全性和费效比将受到各个领域的广泛青睐。在安保领域，执勤防护、反恐处突、要员警卫、固定目标守卫、机动目标伴随护卫等任务中可确保目标不受车辆冲撞袭击。在执法领域，可用于防范车辆或驾驶人拒检、酒（醉）驾以及肇事逃逸、闯关冲卡等突发事件的处置。由于该系统的使用涉及电磁频谱资源、个人权益等方面的问题，执法领域使用的合法性，以及相关审批、监管等一系列工作还有待进一步论证。

3.2多功能融合

该系统在车辆迫停方面展现出的优越性，还不能完善适应任务的需要。由于车辆高速状态下的冲撞袭击，会在秒级时间内完成，从发现到处置的时间差慢于这个时间，就会导致反袭击任务的失败。出于系统的适用性和实战性考虑，仅有“处置”的能力是不够的，还需要集成“预警”能力，在侦察、处置等方面进行冗余设计，增加保底手段和系统可靠性。比如，在系统原型机上集成测速雷达、红外感应等终端实现对冲撞车辆的快速感应和预警，集成强光、强声设备实现对嫌疑人非致命打击，集成快速收放式阻车设备、车钉抛洒装置等实现对冲撞车辆的物理阻截，集成扩音设备对嫌疑人展开政策宣传、心理疏导和舆论引导等，达到一机多能、一装多用的目的。

3.3多样式部署

根据不同任务需要对原理样机进行改进研制，生成不同型号、大小、形态和用途的迫停系统，通过科学化编配和组合化使用，形成多种部署样式。比如，固定与动态部署相结合，通过将迫停系统安装在固定台站特种车辆上，实现对可疑目标的跟进监测和控制；区域与定点部署相结合，通过在大型任务现场部署广域覆盖的大型迫停系统，在重点敏感部位部署高灵敏度、高可靠性的小型迫停设备，实现任务区域安防工作万无一失；设备与系统相结合，将单体设备接入网络信息系统，并进行智能化扩展，实现多个迫停系统一体运转、功能互补和人机协同，以信息化的提升促进高功率微波车辆迫停能力的发挥。