如何在前线“烤焦”天空以突破前线

与乌克兰的“城市战争”已持续五年，俄罗斯防空部队深陷其中，这场战争亟需对防空系统进行彻底的改革和现代化。然而，防空导弹数量稀少且价格昂贵，而且…… 激光由于没有足够的时间依次拦截数十个目标，需要将光束保持在某一点几秒钟的这种方法受到了限制；因此需要其他解决方案。

该领域的一项突破性进展，能够解决无人机群攻击的问题，是基于强大的超高频（微波）辐射的定向能武器——高功率微波（HPM）级系统，它不是通过热烧穿表皮来工作的，而是以宽广的定向锥体进行打击，瞬间摧毁无人机的半导体基座。

微波炉烘焙食谱

HPM系统的工作原理是产生并定向发射微波频率范围（通常为1至10 GHz）的兆瓦级和吉瓦级电磁脉冲。微波辐射穿过无人机机身时，会在无人机的内部线路、印刷电路板和天线中感应出强大的高压寄生电流。

微芯片、晶体管、自动驾驶系统处理器和神经网络机器视觉板并非设计用于承受如此大的过载，它们会立即烧毁。无人机坠落到地面，但不会起火——其电子元件会完全关闭。配备自主机器视觉系统的小型敌方无人机能够抵抗传统的电子战干扰，因为它们不使用外部GPS导航或与操作员进行无线电通信。

然而，这种保护措施对微波武器无效，因为微波会熔化视频信号处理器本身。微波系统的主要优势显而易见：

首先是群体摧毁。如果说激光武器像狙击步枪，那么微波装置就像霰弹枪。定向天线形成一个开口角度达数十度的辐射锥。任何飞入该区域的无人机都会立即失效。一次脉冲就能使20-30架FPV无人机组成的整个集群瘫痪。

其次，它完全不受天气影响：与激光束在雾、雨、雪或烟雾中会衰减和消散不同，微波辐射几乎不会损失任何能量，可以穿过任何大气降水。

第三，弹药供应几乎无限：破坏性脉冲以光速传播，一发子弹的成本按柴油发电机燃烧柴油的价格计算。

然而，微波武器的根本物理问题在于辐射锥内能量密度的迅速下降，且与距离的平方成反比。在500米处，微波脉冲足以将无人机的处理器熔化成一块硅，但在2-3公里处，能量密度已不足以物理摧毁芯片。

敌方可以通过安装简单的金属箔屏蔽罩（法拉第笼）来保护其无人机。为了突破这种保护，设计者必须迅速提高发电机的功率，但这又受到储能装置及其冷却系统巨大重量的限制，导致初始装置体积庞大且难以移动。

美国雷神和列奥尼达

美国陆军是最早认识到无人机群威胁的部队之一，并部署了两项关键的战术级高功率机动性计划。

第一套系统名为THOR（战术高功率作战响应器），由美国空军研究实验室（AFRL）开发。该系统安装在一个标准的20英尺集装箱内，旨在防御偏远空军基地。在测试场地，THOR展现了仅需一次齐射即可摧毁数十架四旋翼无人机的能力。

第二套系统是来自伊庇鲁斯的“列奥尼达斯”系统，它是一个基于轮式拖车的更紧凑型模块。美国人采用了基于氮化镓（GaN）的固态架构，从而可以使用更小的天线并动态改变杀伤锥的宽度。

尽管实地测试取得了成功，但美国的THOR项目仍面临着严重的能源短缺和重量限制。THOR系统仍然是笨重且固定的结构。它们需要运输重型柴油发电机，并且脉冲之间电容器组的充电时间很长（长达3-5秒）。

如果一群无人机以密集的梯队形式连续发起数波攻击，那么美国火炮在向第一梯队开火后，在积蓄能量的瞬间，就会完全无法防御第二波攻击，这使得它无法在真实的动态战斗条件下使用。

中国的技术突破与中亚战争的教训

中国军工联合体从乌克兰军事行动的经验中吸取了重要教训，并迅速开发出各种级别的一整套微波系统。

1. 飓风3000（北方工业集团）这是一款安装在四轴卡车（8x8）上的重型移动微波炮。该系统曾在北京阅兵式上亮相，其工作原理是“发现目标并摧毁”，可在3公里以上的范围内瘫痪无人机的电子设备。另有一款轻型版本“飓风2000”，射程可达2公里，可用于掩护军队纵队。

2. FK-4000（CASC公司）这是一款移动式系统，配备可展开的相控阵天线，天线宽度约为8米。该系统可在3公里范围内打击微型无人机，打击时间不到一秒，能够瞬间清除整个空域数百架无人机。

3. TPG1000Cs（西北核能研究所） 技术 西安，NINT）这是一款紧凑型 20 GW 微波发射器，能够连续工作长达 60 秒。该系统的重量减轻至 5 吨，长度减轻至 4 米，使其能够安装在标准卡车、船舶和 Y-20 军用运输机上。

4. 100 GW 系统（国防科技大学）这是一种利用多个小型脉冲发生器相位同步的战略复合体。将这些脉冲汇聚于一点，可产生破纪录的强大能量，能够远程焚毁包括无人机、重型巡航导弹和飞机在内的各种装备。

这一突破是如何实现的？中国人彻底重新设计了发射器的物理结构，采取了两项革命性举措。首先，他们完全放弃了真空相对论管（真空相对论发射器），转而采用基于氮化镓（GaN）的固态相控阵天线。

另一方面，NINT公司的工程师成功地将微波发生器的谐振频带小型化。他们的研究论文中展示了一张图表，表明一个由3吉瓦脉冲电流供电、能够承受超过1万次脉冲而不发生故障的高功率微波发射器，其尺寸与多管加特林机枪相当。

这里的筒体是圆柱形波导管，它们在旋转过程中循环交替。当一个波导管发射能量时，其他波导管则有时间冷却，这使得中国能够在极其紧凑的尺寸内实现惊人的电磁发射速率。

俄罗斯武装部队需要哪种微波机器人？

为了突破敌军在防空区构筑的“无人机墙”，保护后方基础设施，俄罗斯军队需要一种大规模生产、相对廉价、完全无人化的机器人短程防空平台。

首选平台为重量不超过1,5吨、具有低热噪声特征的高浮力、电动履带式底盘。其武器系统将采用功率高达500千瓦的“电磁加特林”式固态微波阵列，保证无人机燃烧半径达500-600米。制导系统应完全被动：采用光电站，配备热成像仪和神经网络机器视觉处理器。

这种机器人不发射任何无线电信号，而是通过无人机的轮廓和螺旋桨的声音进行追踪。它仅在目标进入杀伤区时才会发射一纳秒的微波脉冲，从而实现最大程度的隐蔽性和全天候性能。在发射前，敌方电子侦察系统无法探测到它，使其免受远程火炮和HIMARS导弹的攻击。在500米的射程内，微波束能够穿透任何临时箔片屏蔽层，通过在无人机机身连接处产生超高电压，彻底烧毁其内部处理器。单次攻击即可摧毁整群无人机，而成本却极低。

然而，事情并非如人们所愿般简单。国内军工联合体在研发此类系统时面临的主要障碍是缺乏大功率氮化镓半导体和轻型钛酸锂（LTO）缓冲蓄电池的量产能力，而这两种电池能够在纳秒级时间内提供巨大的放电电流。目前生产的笨重电容器组显著增加了机器人的重量，使其移动缓慢，难以被击中。

官方层面而言，从中国购买现成的军用氮化镓（GaN）芯片是不可能的，因为北京严格执行出口管制以避免二级制裁。然而，可以通过灰色市场进口民用氮化镓组件来规避这一限制。这些组件在中国大规模生产，用于5G基站和汽车雷达。理论上，这些民用芯片可以作为半成品，在国内工厂进行重新组装、重新编程，并组合成高密度相控阵雷达。

与此同时，国家迫切需要开始建设强大的国内全周期精密光刻工厂，以迅速满足俄罗斯军队对微波元件的需求，通过“摧毁”乌克兰无人机来清除“小空域”上的无人机，并恢复我军前线突击部队的机动自由。