定向能武器技术的发展动向
郭继周，沈雪石
本文由作者授权转载
摘要：随着激光、新材料、微电子、声光、电光等高技术的发展，利用各种束能产生强大杀伤威力的定向能武器已引起世界高度重视。定向能武器成为战场上高速移动目标的“克星”，是能有效制敌的“杀手锏”装备，对未来作战样式和形态具有重要影响。文章系统分析了定向能武器的军事应用前景，详细剖析了世界定向能武器技术的研究进展及发展动向，给出了未来要大力发展的激光武器、高功率微波武器和粒子束武器关键技术，对于加快我军定向能武器装备发展，提升非对称制衡能力，具有十分重要的意义。
定向能武器也称为束能武器，是利用激光束、粒子束、微波束、等离子束、声波束等各种束能，产生高温、电离辐射、声波等综合效应，能够实现激光、微波等电磁能或高能粒子束的定向发射、聚束和远距离传输，快速攻击并毁伤目标的武器系统。自1983年美国总统里根提出“战略防御倡议”计划以后，定向能武器便引起了许多国家的高度重视。美国战略与预算评估中心（CSBA）于2012年4月19日发布报告《改变游戏规则：定向能武器的前景》，指出定向能武器相比传统武器具有压倒性优势，美国应该关注发展定向能武器，以应对那些限制美军行动自由的活动。美国国防部也将定向能技术列为未来10年可能改变军事竞争态势和战争规则的5大技术领域之一。传统武器大多依赖具有适当体积的投射物所产生的动能，对目标造成破坏，定向能武器则是通过亚原子、粒子或电磁波，将能量“转递”出去，将“能量”直接投放到目标上，产生毁伤效果。定向能武器作为一种隐身、“零”飞行时间的高精度武器，可打击多个目标、拥有无限量“弹药”，与常规武器相比，定向能武器具有射束快、精度高、反应灵活、杀伤效率高、附带毁伤小、无污染等特点，既可用于进攻，也可用于防御，能够大大提高部队和设施的防护能力，特别是可用于对抗精确制导武器和多种自主系统[5]。根据发射能量的载体，定向能武器主要包括激光武器、高功率微波武器和粒子束武器等。定向能武器技术的不断发展成熟，将推动定向能武器在军事领域加快应用，使攻防双方的战略战术都面临新的挑战，将从根本上改变未来战争的作战样式，为未来战场提供全新的终极利刃。准确把握定向能武器技术的军事应用前景、发展动向和重点发展的关键技术，对于加快我军新概念武器装备发展，提升非对称制衡能力，具有十分重要的意义。
一、定向能武器的军事应用前景
（一）激光武器将成为防空防天和导弹攻防作战的利器
激光武器目前已经进入实战应用阶段，成为防空反导武器体系中的新成员，能够在反卫星、防空反导和反恐等多种作战中发挥重要作用。激光武器具有能量集中、传输速度快、精确射击、转向灵活、作用距离远、抗干扰、效费比高等特点。采用地基、空基或天基作战平台的各型激光武器既可以用于空间信息对抗，破坏敌方信息链，对付中远程弹道导弹，发挥战略威慑作用，也可用于近距离拦截巡航导弹和无人机等目标，干扰或致盲各类光电制导精确打击武器，保护地面重要设施，具有较高的战术应用价值。面向战术应用的高能固体激光武器技术倍受军事强国重视，多种技术验证机投入实战背景下的拦截试验，初步显示了拦截炮弹、无人机和小型船只，以及摧毁简易爆炸装置等的能力。高能激光器的功率一般在百千瓦以上，可攻击飞机、导弹和卫星等战略、战术目标，能够满足反卫星、反导防空和反恐等多种作战需求。物理学家们认为，不使用弹药并以光速发射的高能激光武器是真正革命性的武器，将使未来战争形态产生全新的变化。
（二）高功率微波武器将成为攻击敌方信息链路或节点的主要手段
高功率微波武器将成为21世纪初信息化战争中攻击敌方信息链路或节点的重要手段之一，将在空间攻防对抗和信息对抗中发挥重要作用，对新军事变革产生深远的影响。其特点是全天候、光速攻击、精确打击、面杀伤、丰富的弹药、低成本、不造成人员伤亡。主要用于毁伤电子设备，使其功能降级，甚至完全不能工作，来瓦解敌方武器的作战能力。其主要作战对象包括雷达、预警飞机、通信电子设备、军用计算机、战术导弹与隐身飞机等。在相对目标适当的距离上，高功率微波武器发射的电磁脉冲能够毁伤敌军电子侦察与监视系统、军事网络电子信息系统、综合电子信息系统信息传输链路设备、卫星通信地面站或舰船站、卫星导航定位接收机等，降低敌军获取、分发综合电子信息系统信息，以及卫星导航定位的能力；可以瘫痪敌国重要政治、经济中心的计算机网络，毁伤卫星广播电视信号转发节点和无线通信网络节点，使其通信网络服务能力降级甚至失效；利用机载微波武器发射的微波波束辐照来袭导弹，可使导弹偏离目标或提前引爆，从而对高价值飞机起到自卫防护作用。科索沃战争中，微波脉冲弹的使用，使南联盟部分地区各种通信设施瘫痪了3个多小时。美军的AGM-86C巡航导弹弹头装备高功率微波器后，一旦在战场上使用，将使目标附近大范围区域内的电子设备失灵，产生的破坏力比相同大小的常规弹头高许多倍。从发展的观点看，高功率微波武器也将是未来战时摧毁敌国家，国防信息基础设施的主要手段。这种武器投入使用后，不仅可能给21世纪的武器系统带来新变化，而且还有可能利用这种武器及其对抗手段来控制21世纪的战场，并对未来战争的作战方式带来重要影响，成为核威慑条件下信息化战争的另一种杀手锏。
（三）粒子束武器将广泛运用于防空、反导、反卫和近程防御作战
粒子束武器尚处于实验室的可行性验证阶段，将广泛运用于防空反导、反卫和近程防御作战。高能粒子束击中目标后，其携载的能量沉积在目标表面上，会将目标的金属表皮或外壳瞬时击穿而导致结构破坏；高能粒子束穿入目标内部，产生强大的电场、热辐射和冲击波，从而使目标战斗部的炸药爆炸、易燃物品燃烧、电子线路损毁或使绝缘材料变为导体；高能粒子束在射向目标的途中会与大气相互作用，产生很强的二次辐射，从而对目标形成软杀伤。粒子束武器的主要特点是贯穿能力强、速度快，能量大，反应灵活，能全天候作战。粒子束武器在高技术战争中的应用表现在，利用天基中性粒子束武器进行洲际弹道导弹的拦截和弹头飞行中段的识别，在大气层外，中性粒子束武器可用于拦截高层空间飞行的弹道导弹和卫星，还可识别再入大气层的目标是真实弹头还是假目标诱饵；地基带电粒子束武器适用于大气层内的海上或陆上的防空反导。美国海军研究得出结论，地基带电粒子束武器对反舰导弹的硬杀伤作用要优于高能激光武器和高功率微波武器[6]。粒子束武器未来的用途将是拦截导弹、攻击卫星，以及在敌防区外实施扫雷，在水面战舰近程防御中的应用前景更为诱人。
二、世界定向能武器技术研究进展及发展动向
（一）高能激光武器技术研究取得突破性进展，向着高功率、多波长、紧凑化方向发展
当前，激光技术向高功率、紧凑化、相控阵和极端应用环境方向发展，将引发武器装备杀伤机理、核心器件、探测体制的深刻变革，对武器装备产生跨时代的影响。目前，各军事强国加大从国家层面的推动，美国雷神公司、洛克希德·马丁公司，德国莱茵公司、MBDA公司等都在大力发展高能激光武器。战术光纤激光器实战化进程加快，具有体积小、重量轻、光束质量好等特点，能够集成到现役防空武器平台上，并将成为摧毁无人机、小型船艇等小型目标的重要武器系统。美国海军舰载光纤激光武器将于2014年初安装到“庞塞”号两栖运输舰上，在中东地区实施作战部署，用于摧毁无人机和小型船艇。美海军计划2015年开发与验证100千瓦自由电子激光武器，2025年开发与演示验证兆瓦级自由电子激光武器。在陆基激光武器方面，美国波音公司正在加紧研究激光战车武器，用于战场激光反导。2013年11月，美陆军在白沙导弹靶场进行了高能激光武器试验，成功摧毁了90多枚迫击炮弹和多架无人机。此次试验是美陆军首次成功测试车载激光武器，是定向能武器发展的重要里程碑。计划2017年将50千瓦的激光器集成到“高能激光器机动验证机”上进行机动试验，最终目标是验证100千瓦级的机动高能激光武器，用于对抗火箭弹、炮弹、迫击炮、无人机和巡航导弹等。美国国防高级研究计划局表示，新型机载激光武器将于2014年装备美军战机，可作为防御性武器击毁导弹或应对其他威胁。薄片激光器达到武器级水平。美国“耐用电激光器”项目研制的薄片激光器输出功率为30千瓦，电光转换效率已达到武器级高能激光器要求。低热效应、高效集成、机动灵活和保障方便将成为下一代激光武器发展的必由之路。
（二）高功率微波武器技术研究取得重大突破，向高功率、高重复频率和小型化方向发展
高功率微波武器从实验室装置转向实用化装备，并逐渐向军用平台和进攻型武器方向过渡，高功率微波武器技术也正向小型化、高效率、模块化方向发展。目前，各军事大国已把高功率微波武器研制纳入其国防战略发展规划中。美军在高功率微波的研究方面投资最多，每年仅花费在脉冲源上的投资就达数亿美元。2012年，美国空军将高功率微波武器装在无人作战飞机上，用来对付防空导弹、雷达、车辆，烧坏武器关键装置的电子部件。《美国空军2025年战略规划》在未来武器构想中提出发展空基高功率微波武器，要求这种武器对地面、空中和空间目标具有不同的杀伤力，用一组低轨道卫星把超宽带微波投射到地面、空中和空间目标上，在几十到几百米的范围内产生高频电磁脉冲，摧毁或干扰目标区内的电子设备。美军现有技术较为成熟的高功率微波武器主要有微波弹、非致命性定向能武器、电磁脉冲炸弹等。美军近年来一边发展高功率微波技术，一边研制武器样机，并在试验场演示验证，甚至在战场中使用。在高功率微波产生源、高功率微波发射与传输技术、高功率微波效应和防护技术等方面的研究处于领先，在高功率微波弹头小型化、波束精确控制方面取得重大突破。俄罗斯是研究发展高功率微波武器技术最早的国家之一，在重复频率脉冲功率源技术和高功率微波产生技术方面处于国际领先地位。俄罗斯早在十多年前就拥有微波弹，前几年前就为SS－18洲际导弹装备了电磁脉冲弹药。我国高功率微波技术获得了阶段性突破，在高功率微波源技术、高功率微波发射与传输技术、高功率微波效应技术等方面的关键技术指标达到国际先进水平。未来，高功率微波武器一旦投入作战使用，战场可能会在很大程度上进入以微波和光子代替导弹的新时代。
（三）粒子束武器技术尚处在原理或实验室研究阶段，向着能实战应用的方向发展
粒子束武器的原理并不复杂，但要进入实战难度非常大。首先是能源问题，粒子束武器必须要有强大的脉冲电源，能源系统是粒子束武器各组成部分的动力源，它为武器系统提供动力，可以认为是粒子束武器的“弹药库”。美国、俄罗斯正在加紧研制新的储能设备和新的脉冲电源。因为存在一系列技术难题，尽管俄美都在积极研究粒子束武器，但地基和天基粒子束武器截止2013年尚处于实验室的可行性验证阶段，随着粒子加速器体积和重量问题的逐步解决，地基带电粒子束武器有可能率先用于战场，而天基中性粒子束武器也可能在2020年前后投入实战部署。俄美对于粒子束武器的出发点是立足于空间作战与防御。未来粒子束武器技术的发展趋势主要是高功率、小型化。美国主要致力于粒子束的基础性研究工作，正抓紧研究适于部署在地基和天基反导平台上的小型、高效加速器及其技术，进行粒子束产生、控制、定向和传播技术理论验证和实验室的试验。目前产生粒子束的方法是利用线性电磁感应加速器，但由于加速器太笨重，无法投入战场使用。高能量转换技术研究方面，美国空军研究机构称，传统的可控硅开头和火花放电开关的研究已经成功，下一步将开展磁性开关研究。我国对粒子束武器的研究开始得比较晚，现在还处于起步阶段。
三、需要重点发展的定向能武器关键技术
根据定向能武器在军事上的应用前景和发展趋势，认为定向能武器技术未来发展方向主要表现在：
一是着眼提高激光武器的防空反导和反卫能力，应大力发展陆、海、空、天基激光武器技术；为提高激光武器的性能和作战效能，应着力攻克高能激光器技术、光束控制技术、新型光源技术、大功率激光相控阵技术、多平台适用技术等技术；为适应未来前沿科技和新型武器的发展，要重点关注有潜在颠覆性影响的激光反超高速飞行器技术、新型高能纳米流体激光器技术、高能光纤激光技术等。
二是着眼提高高功率微波武器的平台适应能力，应开展高功率微波武器小型化研究，重点发展高功率微波源技术、高功率脉冲开关技术、高功率微波压缩技术、高功率微波效应技术、高功率微波武器集成技术等。为提高高功率微波武器的性能需要大力发展固态化、模块化和紧凑化的脉冲功率源，提高高功率微波产生源输出功率和效率，要探索抑制脉冲缩短的相关技术，提高微波输出的脉宽；要重点攻克阴极材料技术、脉冲功率源技术、高功率微波源的锁频锁相技术，窄带高功率微波产生技术、高功率微波功率合成技术等技术。着眼提高机载高功率微波武器的性能，为信息对抗和网络电磁对抗作战提供新的手段，应重点发展与无人作战平台的结合技术、飞行动态条件下对目标的瞄准技术和效能评估技术。
三是为加快粒子束武器的实战应用能力，应大力发展粒子束武器总体技术、粒子束定向技术、粒子束控制技术和目标跟踪瞄准技术；重点攻克粒子加速器技术、粒子束传输技术、粒子束破坏技术和高能转换技术。
四、结论
定向能武器以其巨大的优势展现在人们面前，随着定向能武器技术的不断发展和突破，将推动定向能武器在军事领域的加快应用，越来越多的定向能武器将出现在战场上，使攻防双方的战略战术都面临新的挑战，将从根本上改变未来战争的作战样式、战场形式和作战理念。未来精确武器和其他非对称能力的扩散将改变战争的游戏规则，定向能能力很有可能会带来新的作战优势。我国对定向能武器技术的发展已经引起高度重视，经过二十多年的发展，激光武器技术总体上已接近世界先进水平；高功率微波武器技术得到了快速发展，相关核心关键技术已达到国际先进水平，部分研究成果已开始向武器装备转化。我们应抓住定向能武器技术发展的机遇，集中优势力量，加强基础研究和应用研究，促进多学科领域的交叉融合，抢占定向能武器技术高地，推进我国定向能武器装备的快速发展，提高我国武器装备的非对称能力，为我国战略制衡提供新的支撑手段。
（本文已刊发于《国防科技》杂志，作者：郭继周 沈雪石，作者单位：国防科技大学，参考文献略）
定向能武器技术的发展动向
郭继周，沈雪石
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摘要：随着激光、新材料、微电子、声光、电光等高技术的发展，利用各种束能产生强大杀伤威力的定向能武器已引起世界高度重视。定向能武器成为战场上高速移动目标的“克星”，是能有效制敌的“杀手锏”装备，对未来作战样式和形态具有重要影响。文章系统分析了定向能武器的军事应用前景，详细剖析了世界定向能武器技术的研究进展及发展动向，给出了未来要大力发展的激光武器、高功率微波武器和粒子束武器关键技术，对于加快我军定向能武器装备发展，提升非对称制衡能力，具有十分重要的意义。
定向能武器也称为束能武器，是利用激光束、粒子束、微波束、等离子束、声波束等各种束能，产生高温、电离辐射、声波等综合效应，能够实现激光、微波等电磁能或高能粒子束的定向发射、聚束和远距离传输，快速攻击并毁伤目标的武器系统。自1983年美国总统里根提出“战略防御倡议”计划以后，定向能武器便引起了许多国家的高度重视。美国战略与预算评估中心（CSBA）于2012年4月19日发布报告《改变游戏规则：定向能武器的前景》，指出定向能武器相比传统武器具有压倒性优势，美国应该关注发展定向能武器，以应对那些限制美军行动自由的活动。美国国防部也将定向能技术列为未来10年可能改变军事竞争态势和战争规则的5大技术领域之一。传统武器大多依赖具有适当体积的投射物所产生的动能，对目标造成破坏，定向能武器则是通过亚原子、粒子或电磁波，将能量“转递”出去，将“能量”直接投放到目标上，产生毁伤效果。定向能武器作为一种隐身、“零”飞行时间的高精度武器，可打击多个目标、拥有无限量“弹药”，与常规武器相比，定向能武器具有射束快、精度高、反应灵活、杀伤效率高、附带毁伤小、无污染等特点，既可用于进攻，也可用于防御，能够大大提高部队和设施的防护能力，特别是可用于对抗精确制导武器和多种自主系统[5]。根据发射能量的载体，定向能武器主要包括激光武器、高功率微波武器和粒子束武器等。定向能武器技术的不断发展成熟，将推动定向能武器在军事领域加快应用，使攻防双方的战略战术都面临新的挑战，将从根本上改变未来战争的作战样式，为未来战场提供全新的终极利刃。准确把握定向能武器技术的军事应用前景、发展动向和重点发展的关键技术，对于加快我军新概念武器装备发展，提升非对称制衡能力，具有十分重要的意义。
一、定向能武器的军事应用前景
（一）激光武器将成为防空防天和导弹攻防作战的利器
激光武器目前已经进入实战应用阶段，成为防空反导武器体系中的新成员，能够在反卫星、防空反导和反恐等多种作战中发挥重要作用。激光武器具有能量集中、传输速度快、精确射击、转向灵活、作用距离远、抗干扰、效费比高等特点。采用地基、空基或天基作战平台的各型激光武器既可以用于空间信息对抗，破坏敌方信息链，对付中远程弹道导弹，发挥战略威慑作用，也可用于近距离拦截巡航导弹和无人机等目标，干扰或致盲各类光电制导精确打击武器，保护地面重要设施，具有较高的战术应用价值。面向战术应用的高能固体激光武器技术倍受军事强国重视，多种技术验证机投入实战背景下的拦截试验，初步显示了拦截炮弹、无人机和小型船只，以及摧毁简易爆炸装置等的能力。高能激光器的功率一般在百千瓦以上，可攻击飞机、导弹和卫星等战略、战术目标，能够满足反卫星、反导防空和反恐等多种作战需求。物理学家们认为，不使用弹药并以光速发射的高能激光武器是真正革命性的武器，将使未来战争形态产生全新的变化。
（二）高功率微波武器将成为攻击敌方信息链路或节点的主要手段
高功率微波武器将成为21世纪初信息化战争中攻击敌方信息链路或节点的重要手段之一，将在空间攻防对抗和信息对抗中发挥重要作用，对新军事变革产生深远的影响。其特点是全天候、光速攻击、精确打击、面杀伤、丰富的弹药、低成本、不造成人员伤亡。主要用于毁伤电子设备，使其功能降级，甚至完全不能工作，来瓦解敌方武器的作战能力。其主要作战对象包括雷达、预警飞机、通信电子设备、军用计算机、战术导弹与隐身飞机等。在相对目标适当的距离上，高功率微波武器发射的电磁脉冲能够毁伤敌军电子侦察与监视系统、军事网络电子信息系统、综合电子信息系统信息传输链路设备、卫星通信地面站或舰船站、卫星导航定位接收机等，降低敌军获取、分发综合电子信息系统信息，以及卫星导航定位的能力；可以瘫痪敌国重要政治、经济中心的计算机网络，毁伤卫星广播电视信号转发节点和无线通信网络节点，使其通信网络服务能力降级甚至失效；利用机载微波武器发射的微波波束辐照来袭导弹，可使导弹偏离目标或提前引爆，从而对高价值飞机起到自卫防护作用。科索沃战争中，微波脉冲弹的使用，使南联盟部分地区各种通信设施瘫痪了3个多小时。美军的AGM-86C巡航导弹弹头装备高功率微波器后，一旦在战场上使用，将使目标附近大范围区域内的电子设备失灵，产生的破坏力比相同大小的常规弹头高许多倍。从发展的观点看，高功率微波武器也将是未来战时摧毁敌国家，国防信息基础设施的主要手段。这种武器投入使用后，不仅可能给21世纪的武器系统带来新变化，而且还有可能利用这种武器及其对抗手段来控制21世纪的战场，并对未来战争的作战方式带来重要影响，成为核威慑条件下信息化战争的另一种杀手锏。
（三）粒子束武器将广泛运用于防空、反导、反卫和近程防御作战
粒子束武器尚处于实验室的可行性验证阶段，将广泛运用于防空反导、反卫和近程防御作战。高能粒子束击中目标后，其携载的能量沉积在目标表面上，会将目标的金属表皮或外壳瞬时击穿而导致结构破坏；高能粒子束穿入目标内部，产生强大的电场、热辐射和冲击波，从而使目标战斗部的炸药爆炸、易燃物品燃烧、电子线路损毁或使绝缘材料变为导体；高能粒子束在射向目标的途中会与大气相互作用，产生很强的二次辐射，从而对目标形成软杀伤。粒子束武器的主要特点是贯穿能力强、速度快，能量大，反应灵活，能全天候作战。粒子束武器在高技术战争中的应用表现在，利用天基中性粒子束武器进行洲际弹道导弹的拦截和弹头飞行中段的识别，在大气层外，中性粒子束武器可用于拦截高层空间飞行的弹道导弹和卫星，还可识别再入大气层的目标是真实弹头还是假目标诱饵；地基带电粒子束武器适用于大气层内的海上或陆上的防空反导。美国海军研究得出结论，地基带电粒子束武器对反舰导弹的硬杀伤作用要优于高能激光武器和高功率微波武器[6]。粒子束武器未来的用途将是拦截导弹、攻击卫星，以及在敌防区外实施扫雷，在水面战舰近程防御中的应用前景更为诱人。
二、世界定向能武器技术研究进展及发展动向
（一）高能激光武器技术研究取得突破性进展，向着高功率、多波长、紧凑化方向发展
当前，激光技术向高功率、紧凑化、相控阵和极端应用环境方向发展，将引发武器装备杀伤机理、核心器件、探测体制的深刻变革，对武器装备产生跨时代的影响。目前，各军事强国加大从国家层面的推动，美国雷神公司、洛克希德·马丁公司，德国莱茵公司、MBDA公司等都在大力发展高能激光武器。战术光纤激光器实战化进程加快，具有体积小、重量轻、光束质量好等特点，能够集成到现役防空武器平台上，并将成为摧毁无人机、小型船艇等小型目标的重要武器系统。美国海军舰载光纤激光武器将于2014年初安装到“庞塞”号两栖运输舰上，在中东地区实施作战部署，用于摧毁无人机和小型船艇。美海军计划2015年开发与验证100千瓦自由电子激光武器，2025年开发与演示验证兆瓦级自由电子激光武器。在陆基激光武器方面，美国波音公司正在加紧研究激光战车武器，用于战场激光反导。2013年11月，美陆军在白沙导弹靶场进行了高能激光武器试验，成功摧毁了90多枚迫击炮弹和多架无人机。此次试验是美陆军首次成功测试车载激光武器，是定向能武器发展的重要里程碑。计划2017年将50千瓦的激光器集成到“高能激光器机动验证机”上进行机动试验，最终目标是验证100千瓦级的机动高能激光武器，用于对抗火箭弹、炮弹、迫击炮、无人机和巡航导弹等。美国国防高级研究计划局表示，新型机载激光武器将于2014年装备美军战机，可作为防御性武器击毁导弹或应对其他威胁。薄片激光器达到武器级水平。美国“耐用电激光器”项目研制的薄片激光器输出功率为30千瓦，电光转换效率已达到武器级高能激光器要求。低热效应、高效集成、机动灵活和保障方便将成为下一代激光武器发展的必由之路。
（二）高功率微波武器技术研究取得重大突破，向高功率、高重复频率和小型化方向发展
高功率微波武器从实验室装置转向实用化装备，并逐渐向军用平台和进攻型武器方向过渡，高功率微波武器技术也正向小型化、高效率、模块化方向发展。目前，各军事大国已把高功率微波武器研制纳入其国防战略发展规划中。美军在高功率微波的研究方面投资最多，每年仅花费在脉冲源上的投资就达数亿美元。2012年，美国空军将高功率微波武器装在无人作战飞机上，用来对付防空导弹、雷达、车辆，烧坏武器关键装置的电子部件。《美国空军2025年战略规划》在未来武器构想中提出发展空基高功率微波武器，要求这种武器对地面、空中和空间目标具有不同的杀伤力，用一组低轨道卫星把超宽带微波投射到地面、空中和空间目标上，在几十到几百米的范围内产生高频电磁脉冲，摧毁或干扰目标区内的电子设备。美军现有技术较为成熟的高功率微波武器主要有微波弹、非致命性定向能武器、电磁脉冲炸弹等。美军近年来一边发展高功率微波技术，一边研制武器样机，并在试验场演示验证，甚至在战场中使用。在高功率微波产生源、高功率微波发射与传输技术、高功率微波效应和防护技术等方面的研究处于领先，在高功率微波弹头小型化、波束精确控制方面取得重大突破。俄罗斯是研究发展高功率微波武器技术最早的国家之一，在重复频率脉冲功率源技术和高功率微波产生技术方面处于国际领先地位。俄罗斯早在十多年前就拥有微波弹，前几年前就为SS－18洲际导弹装备了电磁脉冲弹药。我国高功率微波技术获得了阶段性突破，在高功率微波源技术、高功率微波发射与传输技术、高功率微波效应技术等方面的关键技术指标达到国际先进水平。未来，高功率微波武器一旦投入作战使用，战场可能会在很大程度上进入以微波和光子代替导弹的新时代。
（三）粒子束武器技术尚处在原理或实验室研究阶段，向着能实战应用的方向发展
粒子束武器的原理并不复杂，但要进入实战难度非常大。首先是能源问题，粒子束武器必须要有强大的脉冲电源，能源系统是粒子束武器各组成部分的动力源，它为武器系统提供动力，可以认为是粒子束武器的“弹药库”。美国、俄罗斯正在加紧研制新的储能设备和新的脉冲电源。因为存在一系列技术难题，尽管俄美都在积极研究粒子束武器，但地基和天基粒子束武器截止2013年尚处于实验室的可行性验证阶段，随着粒子加速器体积和重量问题的逐步解决，地基带电粒子束武器有可能率先用于战场，而天基中性粒子束武器也可能在2020年前后投入实战部署。俄美对于粒子束武器的出发点是立足于空间作战与防御。未来粒子束武器技术的发展趋势主要是高功率、小型化。美国主要致力于粒子束的基础性研究工作，正抓紧研究适于部署在地基和天基反导平台上的小型、高效加速器及其技术，进行粒子束产生、控制、定向和传播技术理论验证和实验室的试验。目前产生粒子束的方法是利用线性电磁感应加速器，但由于加速器太笨重，无法投入战场使用。高能量转换技术研究方面，美国空军研究机构称，传统的可控硅开头和火花放电开关的研究已经成功，下一步将开展磁性开关研究。我国对粒子束武器的研究开始得比较晚，现在还处于起步阶段。
三、需要重点发展的定向能武器关键技术
根据定向能武器在军事上的应用前景和发展趋势，认为定向能武器技术未来发展方向主要表现在：
一是着眼提高激光武器的防空反导和反卫能力，应大力发展陆、海、空、天基激光武器技术；为提高激光武器的性能和作战效能，应着力攻克高能激光器技术、光束控制技术、新型光源技术、大功率激光相控阵技术、多平台适用技术等技术；为适应未来前沿科技和新型武器的发展，要重点关注有潜在颠覆性影响的激光反超高速飞行器技术、新型高能纳米流体激光器技术、高能光纤激光技术等。
二是着眼提高高功率微波武器的平台适应能力，应开展高功率微波武器小型化研究，重点发展高功率微波源技术、高功率脉冲开关技术、高功率微波压缩技术、高功率微波效应技术、高功率微波武器集成技术等。为提高高功率微波武器的性能需要大力发展固态化、模块化和紧凑化的脉冲功率源，提高高功率微波产生源输出功率和效率，要探索抑制脉冲缩短的相关技术，提高微波输出的脉宽；要重点攻克阴极材料技术、脉冲功率源技术、高功率微波源的锁频锁相技术，窄带高功率微波产生技术、高功率微波功率合成技术等技术。着眼提高机载高功率微波武器的性能，为信息对抗和网络电磁对抗作战提供新的手段，应重点发展与无人作战平台的结合技术、飞行动态条件下对目标的瞄准技术和效能评估技术。
三是为加快粒子束武器的实战应用能力，应大力发展粒子束武器总体技术、粒子束定向技术、粒子束控制技术和目标跟踪瞄准技术；重点攻克粒子加速器技术、粒子束传输技术、粒子束破坏技术和高能转换技术。
四、结论
定向能武器以其巨大的优势展现在人们面前，随着定向能武器技术的不断发展和突破，将推动定向能武器在军事领域的加快应用，越来越多的定向能武器将出现在战场上，使攻防双方的战略战术都面临新的挑战，将从根本上改变未来战争的作战样式、战场形式和作战理念。未来精确武器和其他非对称能力的扩散将改变战争的游戏规则，定向能能力很有可能会带来新的作战优势。我国对定向能武器技术的发展已经引起高度重视，经过二十多年的发展，激光武器技术总体上已接近世界先进水平；高功率微波武器技术得到了快速发展，相关核心关键技术已达到国际先进水平，部分研究成果已开始向武器装备转化。我们应抓住定向能武器技术发展的机遇，集中优势力量，加强基础研究和应用研究，促进多学科领域的交叉融合，抢占定向能武器技术高地，推进我国定向能武器装备的快速发展，提高我国武器装备的非对称能力，为我国战略制衡提供新的支撑手段。
（本文已刊发于《国防科技》杂志，作者：郭继周 沈雪石，作者单位：国防科技大学，参考文献略）