反无先锋—浅谈美军“列奥尼达斯”高能微波武器系统

2023年11月1日,美国伊普鲁斯公司宣布,该公司向美国陆军交付了首套“列奥尼达斯”高能微波武器系统。按照计划,美国陆军将在2024年初获得全部4套“列奥尼达斯”系统,并将以此为基础组建首个“间接火力防护能力—高能微波”排,作为美国陆军的第一支高能微波反无人机/电子战部队。

“列奥尼达斯”高能微波武器系统

高能微波武器,可在短时间内以高度集中的能量和极高的瞬时功率—峰值功率一般超过100MW,对特定方向的空中目标发射微波射束,旨在使敌航空器机载设备内部的电子元件受到物理破坏,造成其失效失能。高能微波武器的优势在于反应速度更快,作战成本更代,而且不会像制导武器那样容易受到电磁干扰而影响命中效果。

与同样为定向武器的激光武器相比,高能微波武器在一定圆锥形空域具有面杀伤能力,打击范围相对更广。激光武器射束聚焦、射线笔直,虽然射击精度更高但攻击范围较小,多目标打击能力相比高能微波武器有较大差距。此外,激光波长很短,容易受限于雾、雪、雨等天候变化而能量衰减,或者因大气扰动而造成光束抖动,导致在恶劣天候下使用效果无法保证。而能够全天候作战的高能微波武器,在环境适应性方面的优势尤为明显。

“列奥尼达斯”系统反制多个小型无人机目标想象图

总体看来,“列奥尼达斯“系统的最新版本采用了多种先进技术,配备了升级后的软件和硬件,其功能是之前版本的两倍多。其具体的技术和性能特点大致如下:

第三代半导体氮化镓技术。可以在较低的工作温度下实现高电压和高功率密度,而无需传统的真空电子管和冷却剂来维持操作。人工智能参与的机器学习技术。“列奥尼达斯“系统配备的”智慧电源“管理技术平台,是硬件、软件和机器智能算法的高效组合,通过人工智能和机器学习优化射频性能,产生高功率脉冲,同时确保系统不会过热,并将功耗降低70%。在降低系统电源需求的同时,还能让氮化镓半导体产生高功率密度发射定向微波。

相控阵化的波形配置。“列奥尼达斯“采用由软件驱动的一种相控阵机制和数字波束成形天线技术,使波形配置非常方便高效。系统还允许对电磁波形进行持续升级和优化,以在更远的距离上应对不断变化的目标。开放式系统架构和互操作性。这在一定程度上保证了无需添加新硬件就可以方便地进行系统功能升级,及与”综合防空和导弹防御作战指挥“等系统之间的高效集成,从而更好地实现快速部署。可编程的禁飞区。“列奥尼达斯“通过实现可编程的禁飞区,确保在摧毁敌方无人机系统时,友方无人机能够安全运行。

“列奥尼达斯”系统反制多个小型无人机目标想象图

灵活多样的作战模式。”列奥尼达斯“主要用于反无人机蜂群、反雷达和反电子干扰等一系列任务。该系统的定向能波束有脉冲发射和连续发射的不同模式,既可以实现每秒数千次的脉冲发射,在辐射扇面内一次打击多个目标,也可以通过系统瞄准集中能量连续照射,进行单一目标的精确打击。同时,由于指纹辐射器安装了360度机械万向节,还可以快速扫过整个空域实现全方位覆盖,提供更大的覆盖范围和防御方位角。

最后,“列奥尼达斯“系统除了可以进行硬摧毁式作战,还可以借助其覆盖频率范围较宽的优势,对敌方电子信息系统进行软杀伤—即以电子干扰的形式降低对手指挥通信与雷达设施的作战效能,具有一定的反电子战能力。

不足之处。一是作战半径有限。高能微波武器的作用范围,一般只有几百米到几千米。“列奥尼达斯“这样的大型高能微波武器系统,即使按照目前最乐观的猜测,最大射程也不超过10千米---这只相当于传统的末端-近程防空武器的射程。对于很多中小型察打一体无人机平台,已经完成可以做到在这一射程之外,从容发射空面武器并安全退出战场。

自杀式无人机蜂群

而对于侦察无人机,只要搭载合适的光电载荷,无论是红外、电视、激光测距/照射,还是将侦察结果数据回传后方控制站,都可以在10千米以外完成。只要有一架侦察无人机能够将目标的坐标数据成功回传,即使无人机蜂群最后全部被高能微波武器摧毁,也算是完成了任务使命。后续可以使用不受微波电磁干扰的常规弹药等远程火力进行覆盖打击,让高能微波武器难以招架。

美军高能微波武器系统,动辄上千万美元一套,极易成为廉价无人机频繁攻击的关键目标。特别是对于自杀式无人机蜂群,完成可以通过诱饵战术,以一部分无人机在某些方向上吸引高能微波武器的火力,其他无人机则择机从其火力侧后方突袭。如此,哪怕无人机损失再多,只要有几架甚至一架攻击得手,就能赶到成本极不对称的作战效果。

整体而言,仅仅依靠高能微波武器系统,仍难以完成反无人机蜂群的重任。对抗智能化协同攻击的无人机蜂群,需要集成传统防空武器、微波/激光定向能武器、电子干扰/导航诱骗等各类传感器和武器资源,采用软硬结合、多层防御的策略,构建多层次、体系化的协同火力网。