電磁脈衝，釋放後能夠使在範圍內的所有電子電路損毀，只要是有電路板的基本全被燒燬，用於戰場上能一下子使對方進入石器時代

EMP是電磁脈衝， 電磁脈衝是一種突變的、寬頻電磁輻射的高強度脈衝。視在電磁頻段取決於EMP源。核武器高空爆炸產生一種強EMP。由於爆炸持續相當長一段時間，所以它含有強的低頻分量(<100MHz)。常規EMP裝置是用炸藥驅動的高功率微波技術來製造的，它產生一個次強、超短(納秒)脈衝，主要微波頻段為100MHz－100GHz。EMP作用範圍取決於源的強度，正像電磁衝擊波從源發出以連續遞減強度的方式傳播一樣。

　　伽瑪輻射透過裂變彈或聚變彈與大氣的相互作用來產生。透過它撞擊大氣中的電子建立一個正、負電荷的大區域。這些電荷的運動產生EMP。脈衝進入該區間所有未遮蔽的電路，造成從電路故障與存貯資料丟失直到過熱與熔化的破壞。

　　用小型脈衝功率源(吉瓦量級)、電能變換器和高功率微波器件(例如，虛陰極振盪器)加以配套來產生軍用EMP。常規EMP裝置的優點是觸發時間極短、輸出能量集中在較高的微波頻率上(>100MHz)。因為現代電子裝置主要工作於這些微波頻段，所以常規EMP關閉電子裝置極為有效、潛力很大。爆炸泵激的EMP裝置(例如虛陰極振盪器)還有另一個優點：可將其設計成使它們的電磁脈衝聚束在一個特定的方向。甚至，常規裝置產生的聚束EMP效應有一個致命半徑，量級約為幾百米到幾千米，取決於功率源的強度和大氣吸收，特別是當頻率大於20GHz時。

　　美國空軍菲利普實驗室已製造出小型等離子螺旋管(toroids)。它有約10千焦耳的能量。等離子螺旋管對準固態靶，在靶表面上迅速感應加熱，產生極大的機械與熱衝擊以及X光脈衝。這個X光脈衝也能用來產生EMP。儘管理論上預測螺旋管產生的高能等離子會因大氣而迅速耗散，但是，可能有一種好方法將高能等離子送到近區靶，不包括空氣中的長路徑。

　　能力

　　空間核爆炸的幾次試驗已揭示出：核電磁脈衝效應的大小，炸彈當量的影響比核空爆高度的影響要小。在高度60英里處產生100千噸空爆時，造成EMP破壞區遍及半個美國。在高度300英里處同樣當量的爆炸，則EMP破壞區遍及整個美國另加上墨西哥與加拿大的大部分地區。由一種(純理論)微當量核裝置產生的伽瑪脈衝用來產生可控制的EMP效應。 

　　被EMP脈衝打擊的電器件經受從外沿上的暫時電子破壞直到近中心的過壓摧毀。現代半導體器件，特別是基於MOS技術的那些器件(例如商用計算機)由於瞬變高壓而最易損壞。地面長線路(例如電傳輸線)充當EMP脈衝的巨大天線。因此，電源傳輸網路與通迅網路是極易損壞的。它們很可能被EMP脈衝所摧毀。任何含半導體的電子裝置包括機載平臺的系統都可能被電磁脈衝關閉或燒燬，除非該系統採用笨重而昂貴的電磁遮蔽、良好設計的濾波器和仔細接地等措施來加以完全保護。核武器空爆產生的電磁脈衝是一種極有效的區域武器。毫無疑問，它將破壞城市基礎設施。

　　更靈活型別的EMP武器系統既可用微當量核武器(當量低於2千噸)、常規爆炸驅動的EMP裝置，又可用等離子技術來產生EMP。微當量核武器或常規EMP裝置可作為炸彈[可能裝到太空梭(TAV)上]或作為導彈彈頭投到目標近處。但是，EMP對電、電子裝置的破壞效應是不可預見的，這些EMP“打擊”力量最好用來對付依靠複雜電子裝置的敵方平臺與設施，特別是敵方的指揮、控制與通迅系統(戰略目標)和敵方的空防系統(作戰目標)。配備EMP彈頭的導彈也是戰鬥中獲取空中優勢的有效武器，因為現代高效能的戰鬥機緊緊依靠複雜而易損的電子裝置。

電磁脈衝是一種物理現象，有以下兩種意思：

（1）由爆炸（特別是核爆炸）、閃電、太陽黑子、導管效應或電器火花等狀況下產生的電磁輻射、或者由於康普頓散射或光子散射產生與光電子產生的劇烈變化的交變電磁場，作用於電子材料、爆破裝置或周圍媒介的電磁衝擊波，即稱為EMP。核爆所產生之γ射線會以光速由爆點向四周輻射，和空氣中的氧、氮原子相撞擊，而產生帶負電的電子，產生極強的電磁場（俗稱電磁脈衝）。這個電磁場可能會對用電裝置或電子裝置發生耦合，併產生具破壞性的電流和浪湧。參見電磁脈衝彈以瞭解對電器破壞效果的細節。電磁脈衝在衝擊範圍以外幾乎不會被察覺，除非這個裝置是核武器或是專門用於產生電磁衝擊波的武器。

（2）一個寬頻率、高強度而短暫的電磁能噴發。 由一個核爆炸或一個小行星撞擊產生的電磁脈衝，其能量的大部分相同。電磁脈衝的最長時間通常只會持續一秒鐘。任何沒有受到保護的電器和任何連線到電線的東西，如電力系

電磁脈衝彈

統、電子裝置、微晶片等都將會受到電磁脈衝的影響而導致無法修復的損壞，而且電磁脈衝會造成大氣層電荷密度的劇烈改變，使超高頻以下的各種波段產生干擾，而使通訊暫時阻斷。使用真空管(電子管) 的老式裝置則不容易受到電磁脈衝的攻擊；冷戰時期蘇聯和美國的飛行器有很多航空電子裝置仍使用真空管。也有一些網站探討相關的方法來防止家中或企業中的電器被電磁脈衝波所攻擊。

此效應最早是由空投的核爆被發現的。而在廣島和長崎丟擲原子彈的飛機未受到因電磁脈衝影響而造成電子系統的損傷，是因為當核爆炸的高度在10 公里以下時，因伽馬射線而從空氣粒子中噴出電子迅速被其周圍的空氣粒子阻擋而停止，所以這些電子不會被地球的磁場影響（在高空的核武器試

非核EMP炸彈工作原理示意圖

爆中，地球磁場造成的偏轉會讓電磁脈衝變得可見）。事實證明低空核爆只會造成有限的電磁效應。

如果當時載運轟炸廣島或長崎的原子彈的 B-29，在炸彈于都市上空爆炸時飛行在強烈的核輻射區域之內，那麼他們將會遭受（輻形）EMP 作用導致的光致電荷分離 （Photoinduced charge separation）。但這隻有在他們待在核爆的暴風半徑內，並且是個爆炸高度低於10公里的核爆時才會發生。

在1962年的核彈測試期間，負責攝影的KC-135遭受了電磁脈衝影響，來自300公里外的41萬噸級 Bluegill Triple Prime 和41萬噸王魚（Kingfish）核彈引爆（兩者的引爆高度分別是48和95公里[1]。但是該架飛機的重要電子儀器不如今日的複雜，而它順利的返回了基地。

一般而言電磁脈衝對生物體沒有任何影響，但在電磁脈衝發生時靠近電力及電器

非核EMP炸彈工作原理示意圖

裝置等足以大量聚集電磁脈衝波物品的生物體可能因瞬間超高電壓而灼傷、休克甚至造成死亡。

電磁脈衝(EMP)是一種突發的、寬頻電磁輻射的高強度脈衝。所在電磁頻段取決於EMP源。核武器高空爆炸產生一種強EMP。由於爆炸持續相當長一段時間，所以它含有強的低頻分量(<100MHz)。常規EMP裝置是用炸藥驅動的高功率微波技術來製造的，它產生一個次強、超短(納秒)脈衝，主要微波頻段為100MHz－100GHz。EMP作用範圍取決於源的強度，正像電磁衝擊波從源發出以連續遞減強度的方式傳播一樣。

伽瑪輻射透過裂變彈或聚變彈與大氣的相互作用來產生。透過它撞擊大氣中的電子建立一個正、負電荷的大區域。這些電荷的運動產生EMP。脈衝進入該區間所有未遮蔽的電路，造成從電路故障、存貯資料丟失、直到過熱與熔化的破壞。 用小型脈衝功率源(吉瓦量級)、電能變換器和高功率微波器件(例如，虛陰極振盪器)加以配套來產生軍用EMP。常規EMP裝置的優點是觸發時

EMP武器攻擊電腦等電器裝置的原理圖

間極短、輸出能量集中在較高的微波頻率上(>100MHz)。因為現代電子裝置主要工作於這些微波頻段，所以常規EMP關閉電子裝置極為有效、潛力很大。爆炸泵激的EMP裝置(例如虛陰極振盪器)還有另一個優點：可將其設計成使它們的電磁脈衝聚束在一個特定的方向。甚至，常規裝置產生的聚束EMP效應有一個致命半徑，量級約為幾百米到幾千米，取決於功率源的強度和大氣吸收，特別是當頻率大於20GHz時。

美國空軍菲利普實驗室已製造出小型等離子螺旋管(toroids)。它有約10千焦耳的能量。等離子螺旋管對準固態靶，在靶表面上迅速感應加熱，產生極大的機械與熱衝擊以及X光脈衝。這個X光脈衝也能用來產生EMP。儘管理論上預測螺旋管產生的高能等離子會因大氣而迅速耗散，但是，可能有一種好方法將高能等離子送到近區靶，不包括空氣中的長路徑。

武器應用

編輯

現在，電磁脈衝武器主要被分為核爆電磁脈衝武器與非核電磁脈衝武器兩種。 空間核爆炸的幾次試驗已揭示出：核電磁脈衝效應的大小，炸彈當量的影響比核空爆高度的影響要小。在高度60英里處產生10萬噸空爆時，造成 EMP 破壞區可以遍及半個美國。在高度300英里處同樣當量的爆炸，則EMP破壞區可以遍及整個美國另加上墨西哥與加拿大的大部分地區。由一種(純理論)微當量核裝置產生的伽瑪脈衝用來產生可控制的EMP效應。

被EMP脈衝打擊的電器件經受從外沿上的暫時電子破壞直到近中心的過壓摧毀。現代半導體器件，特別是基於MOS技術的那些器件(例如商用計算機)由於瞬變高壓而最易損壞。地面長線路(例如電傳輸線)充當EMP脈衝的巨大天線。因此，電源傳輸網路與通迅網路是極易損壞的。它們很可能被EMP脈衝所摧毀。任何含半導體的電子裝置包括機載平臺的系統都可能被電磁脈衝關閉或燒燬，除非該系統採用笨重而昂貴的電磁遮蔽、良好設計的濾波器和仔細接地等措施來加以完全保護。核武器空爆產生的電磁脈衝是一種極有效的區

EMP武器攻擊電腦等電器裝置的原理圖

域武器。毫無疑問，它將破壞城市基礎設施。

更靈活型別的排放EMP武器系統既可用微當量核武器(當量低於2千噸)、常規爆炸驅動的EMP裝置，又可用等離子技術來產生EMP。微當量核武器或常規EMP裝置可作為炸彈[可能裝到太空梭(TAV)上]或作為導彈彈頭投到目標近處。但是，EMP對電、電子裝置的破壞效應是不可預見的，這些EMP“打擊”力量最好用來對付依靠複雜電子裝置的敵方平臺與設施，特別是敵方的指揮、控制與通迅系統(戰略目標)和敵方的空防系統(作戰目標)。配備EMP彈頭的導彈也是戰鬥中獲取空中優勢的有效武器，因為現代高效能的戰鬥機緊緊依靠複雜而易損的電子裝置。

核爆產生的 EMP效應的主要麻煩是它會破壞有效範圍的所有電子裝置。脈衝以無方向性的方式傳送並覆蓋行星區，它可能破壞敵軍的裝置，也可能對友軍造成影響。使用核驅動EMP武器的另一個障礙是世界都厭惡核武器，特別是軌道上的核武器。一旦核彈在太空爆炸，它所產生的帶電微粒容易被地球的範愛倫輻射帶俘獲。凡經過輻射帶附近的衛星都會受到強烈的輻射照射，從而瓦解或摧毀遮蔽薄弱的衛星。帶電粒子會在輻射帶中停留很長一段時間，敵友都同樣不能利用該空域。

對抗措施

編輯

核驅動的EMP是無方向性的，它用破壞性的寬頻電磁輻射照射一個大的區域。使用常規技術產生的EMP的特性為：定向性、相應的短作用距離和對準破壞性微波頻率的電磁輸出。電磁脈衝其本質為電磁波，對電路電磁遮蔽保護和重要點的良好接地即可應付。影響遮蔽體遮蔽效能的只有兩個因素：一個是整個遮蔽體表面必須是導電連續的，另一個是不能有直接穿透遮蔽體的導體。除此之外，無論如何改變頻率也毫無意義。但毋庸置疑，一旦足夠強大的核驅動EMP作用的能量進入區域的電源網、通訊網或計算機網，則整個網路都可能被瓦解一段時間，甚至被摧毀。

評估

編輯

由於核驅動EMP的不加選擇性，它只適合於總體戰情況(靈活性為零─zero flexibility)。另一方面，常規EMP武器呈現更大的靈活性，它能定向、它的效應能夠定位。兩類EMP武器在及時性和反應能力方面至少處於中等，因為一個EMP彈(bomb)可能在發射(用類似現代洲際彈道導彈發射火箭)後30分鐘內抵達目標。相對來說，EMP武器的精確度相當低─它多半隻對區域目標有用(例如，敵方商業中心、大型設施、或敵機飛行中隊)。EMP武器的生存能力與可靠性是中等到高等，特別是如果作為地基武器時(如像洲際彈道導彈和麵射彈道導彈的戰鬥部一樣)。最不幸的是，EMP武器的選擇致命性是低的。EMP脈衝對給定電系統的效應是高度不可預見的，因為它在很大程度上取決於交戰的精確幾何、在攻擊下電系統的準確設計和當前的大氣狀態。總之，常規EMP武器極有可能作為一種潛在的未來武器。但是，當前不可預見的致命性、有限的適應性和可疑的精度使它不可能成為2025年太空作戰武器系統的主要部件。

對比

編輯

EMP與高功率微波（HPMW）的對比

高功率微波(HPMW)裝置也將電磁輻射作為武器效應。HPMW不像核驅動EMP武器那樣強力，而是透過快速

高功率微波武器

耦合建立一個窄帶微波電磁輻射，將高能脈衝功率加到特殊設計的微波天線陣列上。選擇微波頻率(幾十兆赫到幾十千兆赫)有兩個原因：大氣對微波輻射一般呈透明的(全天候能力)；現代電子裝置對這些頻率特別易損。HPMW武器不同於大多數的EMP武器，它產生的微波束由其微波天線陣的形狀與特性來確定。HPMW束比中性粒子束武器束或鐳射束寬，並且這個空間打擊武器系統對瞄準與跟蹤精度的要求不高(100納弧度穩定性和1米目標精度就足夠了)。如果電源和HPMW的電路能承受內電流，就能延長瞄準目標的時間。粗略比較指出，HPMW系統是現代電子戰(EW)系統輸出功率的100~1000倍。

能力

編輯

這

種光速武器可理解為用微波輻射照射目標的微波“探照燈”(floodlight)。它比EMP的方向性強和可控，武器對電系統的一般效應在EMP一節中作了較好的陳述。與通常的EW技術不一樣，HPMW武器系統的效應常常在停止照射後還要持續一段長的時間(取決於使用的功率)。

實驗室的實驗表明，現代商用電子器件，當它們接收到每平方釐米微瓦到毫瓦量級的輻射時，就有可能被瓦解。電路越靈敏就越易損。

大多數感測器和高增益天線不可能遮蔽，因為遮蔽會妨礙它們完成主要功能，而其它許多電子器件可用與EMP武器一節中所述的同樣技術加以遮蔽。

HPMW武器受到支配電磁輻射的基本定律的固有限制。空基HPMW武器必須有一個天線或者英畝大小的相控天線陣，以便將波束較好地瞄準和聚焦至地面目標。建造如此龐大的建築所需的資源和送入軌道的代價是昂貴的，且在自由落體環境中的組裝也是困難的。和中性粒子束武器一樣HPMW武器是一種視距裝備，在發射之前必須“看”到它的目標。

產生武器級微波所需的電脈衝功率水平現在已可得到(對地基系統)。小型、可定標的實驗室窄帶高功率微波源業已論證，它能在10到幾百納秒內產生吉瓦功率。超寬頻微波源進展稍差些，但是在這個領域的研究大有前途。然而，HPMW武器應該能夠在低功率水平上瞬時瓦解電路與干擾微波通訊。

太空打擊的HPMW系統應該包含帶有超大型天線或天線陣的衛星星座，星座越高，則所需住留的衛星數就越少。但是，相應地需要更高的功率和更大的天線。另一種可能性是用多個衛星的較小的HPMW能量疊加照射每個目標，以增加衛星為代價來得到目標中心高功率的好處(由於大量疊加照射)。這種有用的分散式HPMW武器系統類似於低地球軌道(LEO)通訊衛星的Iridium或Teledesic星座(幾十到幾百顆衛星；而且HPMW的衛星還不是小衛星)。除了利用高功率來對付敵方的電氣與電子系統，在瞄準敵方接收站或平臺時，HPMW武器系統在低功率水平上就足以干擾敵方通訊。由於水分子可以吸收一定頻段的微波頻率，所以還可以用適當設計的HPMW武器系統來改善地球的氣候。

對抗措施

編輯

微機電器件與奈米技術的最新進展，終究會使器件與感測器的尺寸遠遠小於微波波長。如果微小器件足夠小，就能對HPMW武器免疫，因為微波頻率不能以足夠的引起損壞的能量耦合給該器件。光學計算與光通訊的進展也是一種有用的對抗措施。光學器件對微波輻射存在著固有的免疫力，儘管光電轉換部件仍必須遮蔽。EMP武器一節中所述的反電子對抗對HPMW武器也是有用的。

評估

編輯

HPMW的全天候特性使它作為一種2025年的武器有極大的吸引力。這種光速武器用作天基型有高度實時反應能力。但是，適應性(機動性)和精確性類似於核電磁脈衝器件，比較低。此外，像中性粒子束一樣，受視線的限制，而對於LEO星座所需的每個衛星它都要求大量天線而使它不切實際。最後，殺傷選擇類似於EMP，有些無法預料。到2025年，如果奈米技術趨於完善，並且廣泛用於電子系統，則會大大抵消HPMW的作用。因此，HPMW武器系統不適合作為2025年的太空力量。楊德秀 摘譯自《先進防禦技術通訊》，1997(1), 27-31