美伊战争中，美英联军使用了大量高技术武器装备对伊拉克的各种目标进行打击。在空袭中除了采用精确制导武器、巡航导弹外，还使用了电磁炸弹攻击伊拉克的通信系统，使伊拉克国家电视台的播出信号中断3个小时之久。本文对电磁炸弹的实战使用情况以及电磁炸弹的分类、特点和发展情况作一简要介绍。
一、电磁炸弹的实战应用情况
电磁炸弹的初次使用是在1991年的海湾战争期间。当时美海军在“战斧"巡航导弹上装载了一些大功率微波弹头，试图干扰伊拉克的防空武器系统和指挥中心的电子设备。由于当时技术条件还不太成熟，发射的数量也有限，而且是和其他电子干扰武器同时使用，因此对实战效果很难做出准确的评估，也没有引起外界的关注，只能说是电磁炸弹的一次试验。时隔8年之后，电磁炸弹作为北约对南联盟实施信息打击的主要武器之一再度被使用，并且取得了不同凡响的效果。据报道，美军在科索沃战争中使用了EA－6B“徘徊者”电子干扰飞机投放电磁炸弹，使南联盟部分地区的各种通信设施、电子设备受到不同程度的干扰和破坏，瘫痪了3个多小时。在这次伊拉克战争中美英联军又重新使用了该武器。在对巴格达进行首轮攻击后，伊拉克的电子系统被干扰，巴格达所有电子信号被覆盖，许多军事专家认为美英联军使用的武器很可能是电磁炸弹。在战争进行到第7天时，美英联军又使用了电磁炸弹攻击伊国家电视台，使电视信号中断了3个小时。据分析，这次使用的是微波弹，功率为2兆瓦，杀伤半径约25千米。从3次战争中电磁炸弹使用的情况看，这种炸弹的作战性能在不断提高，未来有望成为信息战的重要武器。
二、电磁炸弹的类型
电磁炸弹是指在爆炸时产生电磁辐射的炸弹，可用火炮、导弹或空投等方式投掷到目标附近爆炸，利用其发出的电磁能量对目标进行杀伤和破坏。根据电磁炸弹产生的电磁辐射频段可将电磁炸弹分为两类：一类是辐射电磁波频谱较宽、频率在1吉赫（一般为几百兆赫）以下的电磁脉冲弹；另一类是辐射电磁波在微波波段的微波弹（频率在1～300吉赫之间）。
电磁脉冲弹又分为核爆电磁脉冲弹与非核爆电磁脉冲弹两种。这两种电磁脉冲弹都可以用飞机和导弹等载体投送，在目标区上空适当的高度引爆，利用高能量电磁波辐射对一定范围内的目标造成不同程度的损伤。
1．核电磁脉冲弹
核电磁脉冲弹利用核爆产生电磁场。核爆产生的γ射线和X射线以光速由爆点向四周辐射，与空气中的氧和氟原子撞击产生电子，形成强大的电磁场，也就是电磁脉冲。电磁脉冲在扩散的过程中，会在一瞬间发出最强的能量，并以光速扩散，因此在其影响范围内任何未加保护的电子设备，通过吸收空气中的电磁脉冲能量，将很快达到熔点。因此，上千千米内的电气设备和电子系统将失灵，甚至烧毁。美国军方在1958年的一次氢弹试验中意外地发现了核电磁脉冲的“奇特效应”，随即组织人员深入研究，并把核电磁脉冲作为第三代核武器的重要组成部分，同时着手研发弱核爆电磁脉冲弹。
弱电磁脉冲弹通常指核当量约为1000吨或更低的（内爆式）核弹。它可用弹道导弹发射到目标区上空距地面约40千米的平流层引爆，在目标区地球表面300千米范围内产生强大的电磁脉冲冲击波，产生的电场强度为34000～1000伏特（由中心到边缘），使电子设备内部的晶体管、二极管、集成电路、逻辑电路、微处理器等元件和组件因瞬间超载而短路。虽然这些电子设备的外部仍完好无恙，但内部已被永久性损坏。另外，核电磁脉冲对其影响范围内的无线电通信，会产生长达1小时以上的干扰（大于300兆赫的超高频通信可避免干扰）。由于1000吨当量的核弹头在40千米高的平流层爆炸所产生的高温火球不会到达地面，微量的辐射尘埃会被阻挡在平流层，不会立即降下来，因此属于相对的“干净核爆”。这也是美国研发弱核电磁脉冲弹的重要原因。但控制弱核电磁脉冲弹的爆炸高度极为重要，高度过低会伤及地面的人员，过高则达不到应有的杀伤效果。
弱核武器也是核武器，在使用上将受到诸多因素的制约，所以美军长期以来一直试图研制一种非核的高能电磁脉冲武器，用于常规战争。随着相关技术的发展，美军便通过研制一系列特殊装置，把普通炸弹的化学能转化成为高强度的电磁脉冲能量。因此，现在人们所说的电磁脉冲弹通常是指非核电磁脉冲弹。
2．非核电磁脉冲弹
关于非核电磁脉冲弹的基本原理，国外资料最早介绍的是利用高爆炸药产生的爆轰压力，迅速地压缩磁通压缩发生器(图1)的线圈，因而产生瞬间大功率电磁脉冲。磁通压缩发生器的外形为圆柱形，内部主体是圆柱形铜管（电枢），同时该铜管也是发生器的一个电极。铜管内装有高爆炸药，管外的周围是铜导线做成的螺线型线圈(定子)。该定子绕组分为几段，通过一些特殊设计，使电极线圈的电磁感应能够达到最佳状态。弹头内除了磁通压缩发生器，还有引爆装置、电池、电源电容组、供电控制器、炸药透镜平面波发生器和同轴负荷线圈等。其作用过程是，炸弹起爆前，首先使电源的电容组放电，线圈由此产生一个逐渐增强的磁场。当启动电流达到顶峰（可高达10万安培以上）时，由炸药透镜平面波发生器起爆炸药。该发生器在炸药中产生的均匀平面爆轰波阵面在电枢中穿过炸药进行传播。电枢在爆轰的作用下膨胀，与线圈接触时产生短路，中断启动电流。随着爆炸冲击波持续前进，磁场受到快速压缩，使线圈内电流狂升至数百万安培，直到整个磁通压缩发生器崩溃，于是产生强烈的电磁脉冲。
这种方法将炸药的能量转换为电磁能，能够在数十至数百微秒时间内产生数亿至数十亿焦耳的电能，从而使在其作用范围内的电子设备通过吸收空气中的电磁脉冲能量，很快达到熔点，最后短路。
非核电磁脉冲弹达不到核电磁脉冲弹的威力，其影响范围只有几百米至几千米，但足以损坏爆炸点附近飞机、舰船、导弹、雷达和通信系统中的电子元件，使其失效。由于其作用距离有限，因此只能攻击小面积目标与活动目标，执行战术性任务。
为了增强所产生的电磁脉冲能量，有的非核电磁脉冲弹弹头内采用二级或三级磁通压缩发生器。图2所示的美军MK－84炸弹就采用了二级式磁通压缩发生器。
这种基于磁通压缩发生器原理的电磁炸弹有个致命的弱点，那就是它只能产生1吉赫以下的电磁脉冲，对这个频带以外的目标无能为力。除此之外，受启动电流影响，其功率较低。因此，美军除了研究用该种方法直接产生电磁脉冲外，还对其进行了改进，即开展用常规炸药激励的新一代电磁炸弹研究，这就是大功率微波弹。
3．大功率微波弹
微波是一种能在真空或空气中直线传播、波长很短（1米至1毫米）的高频电磁波，具有传播速度快、穿透力强、抗干扰性好、能被某些物质吸收的特点。大功率微波武器是指把大功率微波源产生的微波，经过高增益天线定向辐射出去，将微波能量聚集在很窄的波束内，以极高的强度照射目标，从而对目标产生毁伤效果。从这个意义上说，大功率微波武器是一种定向能武器，或称为一种电磁射束武器。
微波武器可分为单脉冲微波弹和多脉冲重复发射装置两种类型。前者是将炸药的爆炸能量通过自身携带的微波发生装置转化为微波能，是一种战斗部，对目标只造成一次破坏，可用导弹、大炮和飞机投放。后者是将电能等能量通过微波发生器转化为微波能，通过连续充电使微波发生器重复发射不同频率的微波，利用抛物面天线发送到目标，对目标造成连续的破坏。由于涉及许多相关技术问题，目前是否已将这种装置用于炸弹上，还没有相关报道。但不论是何种微波武器，其原理及基本构件是相同的。
微波武器的基本原理是利用大功率微波的特性，以光速攻击敌方的电子系统，通过耦合作用，造成电子系统被干扰或受到硬损伤。其基本构件包括初级能源、大功率微波源（射频发生器）和辐射天线等。初级能源包括电源和产生高能量、高束流的电子加速器。大功率微波源是武器系统的核心，其种类很多，有脉冲型微波源和线束性微波源。脉冲型微波源的射频发射器是通过高压开关直接给天线、传输线或调谐电路充电，并使之闭合成一个回路来实现。线束性微波源的射频发射器包括电子束发生器和波束转送器等。它是利用电子束－电磁波相互作用的不稳定性机理，产生大功率微波。天线用来提高辐射功率密度和确定辐射方向。
各种超宽带微波源和LC振荡器等属于脉冲型微波源，磁控管、线性束管（速调管、返波振荡器、行波管）、分离腔振荡器、虚阴极振荡器、回旋管和自由电子激光器等属于线束性微波源。
不同的大功率微波源工作过程是不同的，本文仅以美国MK－84炸弹（图3）为例进行说明。该微波弹的初级能源仍采用磁通压缩发生器，但在弹头上增加了虚阴极振荡器和微波天线。虚阴极振荡器不仅结构简单、体积小，而且能产生很强的单一脉冲辐射，因此美国选择它作为电磁炸弹中的微波转换器。虚阴极振荡器(图4)是基于强束流物理现象来运行的。它首先使与电源负极相连的阴极蒸发出电子。这些电子在经过加速电场时获得很高的速度，从而在射向阳极时，许多电子会穿过阳极，并在阳极后面形成电荷区，即虚阴极。在合适的条件下，这些电子以微波的频率振动。整个过程是在一个共振腔中进行的，因而能产生很高的微波能量。最后再经过微波天线定向发射出去。这种微波弹频带窄，输出峰值功率基本在100兆瓦以上(有的达10吉瓦)，因此又称窄带微波源。
此外，还有一种超宽带大功率微波源。它紧凑轻便，峰值功率极高(目前已达100吉瓦，但平均功率低)，脉冲重复频率也很高(目前为1兆赫)，更为重要的是所含频谱极其丰富，因此特别受到军方关注。这种微波源目前是否用于电磁炸弹上，还没有相关报道。
三、电磁炸弹的作战使用特点
从概念上讲，电磁脉冲武器与激光和粒子束等定向能武器一样，都是以光速传播的。但电磁脉冲武器又有着明显的特点：
(1)具有全天候作战能力，不受大气条件制约。
(2)具有“软硬兼施”的破坏效果，对电子设备不仅可以软杀伤，干扰它们的正常工作，还可以进行硬杀伤，使之完全丧失战斗力。
(3)波束比较宽，一般能淹没目标，在杀伤半径内所有带电子部件的武器系统都能受到攻击。因此，能同时杀伤多个目标，并且对波束瞄准要求不太高。
(4)电磁脉冲效应完全看不见（仅损坏系统内部的半导体器件等），并且电磁脉冲源也可以做得很小，所以这项技术非常适合于隐蔽使用。
(5)可以根据所攻击目标的特征，选用多种投送方式，如导弹、飞机和火炮。
(6)能够破坏隐蔽在地下的电子系统。强电磁脉冲通过这些电子系统暴露在地面上的天线、电缆和接线柱等产生感应电流，并传入到地下设备的核心部分，从而起到破坏作用。
(7)电磁炸弹是在高空爆炸，对敌人的电子系统能够起到破坏作用，不会对平民造成误伤，因此是非致命武器。
(8)对隐身飞行物（比如隐身飞机）能够产生致命的打击。由于隐身飞机自身的设计特点使其对机载电子设备的依赖程度比其他飞机要高，同时隐身飞机上涂有针对雷达波的吸波材料，而军用雷达波工作在微波波段，因此当隐身飞机被微波武器发出的高功率微波照射时，其机体会因过量地吸收微波而产生高温，从而失去控制。
四、国外电磁炸弹研制情况
由于电磁脉冲武器是电子设备的“天敌”，在信息化战场上的作用日渐突出，因此吸引了越来越多的国家对该武器进行研制和开发。美、俄、英、法等国都投入巨资，积极进行研究。美国和俄罗斯在这一领域保持着世界领先地位，具有可靠的技术基础和武器设计经验。但有关的技术都严格保密，我们只能粗浅地介绍一下。
美国从事电磁脉冲武器研制的主要部门有国防部、能源部和三军的一些研究机构，共有十几家。在微波弹方面技术进展很快，已具备部署能力。整个研制过程分三个阶段：
第一阶段是探索“中等功率”的微波武器，研究方向是确定是否可以用中等功率微波源的微波技术获得破坏效应。研究的内容包括高功率单脉冲与稍低功率但具有一定重复频率的多脉冲串对目标的摧毁效应是否相同；微波的带宽是宽一些好还是窄一些好；如何实现对微波的压缩与整形；从比传统的电子对抗技术更具有杀伤能力和能制服反辐射导弹方面考虑，最佳的脉冲波形和脉冲重复频率应该是什么样的。
第二阶段是发展能烧毁敌方电子系统的大功率微波源技术。研究的重点是减轻大功率微波源的重量，减小它的体积与尺寸，探索窄带源的功率控制和脉冲调制等技术。关键的难点在脉冲功率源与开关技术以及大功率微波脉冲的脉冲短接和实现重复运行的技术等。
第三阶段是从研制原理性但又具有武器化演示能力的装置过渡到实战使用的武器系统，包括效应研究与评估、技术集成演示验证、野外演示验证和适合装载平台的演示验证等。
美军在2001年初对新一代电磁炸弹进行了广泛测试，希望其技术使三军从中获益。陆军、空军希望在防御方面运用此技术使来袭炮弹或导弹在飞行途中爆炸；海军希望用高能量电磁脉冲破坏敌方来袭的反舰导弹的导引头，使导弹失效。此外，空军计划给轰炸机、战斗机、巡航导弹和无人驾驶飞机全装上电磁炸弹。
俄罗斯对这种武器的研究和试验已有20多年，在1993年就研制出了能够摧毁小范围电子设备的手持式小型电磁脉冲武器，使钢筋混凝土都无法阻挡。
英国防务研究局研制的微波炸弹可望在10年后装备部队。法国陆军武器工业集团研制的微波炮弹预计在2005～2010年间投入使用。
国外研制的微波武器的功率从最初的400兆瓦已发展到目前的5吉瓦，频率从1吉赫发展到140吉赫，提高了两个数量级。目前微波弹一般是一次性使用，研发可重复使用的高能量电磁脉冲武器，是美国军方长期的奋斗目标。这种武器将多次产生高能量电磁脉冲，因而能降低高能微波武器的发射成本和提高战术运用的灵活性，能深入到敌军防护最严密的地区，多次发射电磁脉冲以摧毁敌方的指挥、通信、侦察和计算机系统。许多军事研究人员侧重研究这种武器穿透地下堡垒的能力，利用地下设施对外的管线、电缆或通风口，来传输具有破坏性的微波能量，任何在其路径上的物体都会陷入强大的电磁场，而许多针对低频率武器的防护设施，对高能微波是无效的。
电磁炸弹在战场上的应用主要是破坏敌人的电子系统，灵敏度越高的无线电电子系统越容易被强大的电磁场破坏。随着武器装备信息化程度的日渐增高，电磁炸弹的作用会越来越明显。未来各种电磁脉冲武器的发展对作战范围、作战方式和作战效果将产生重大影响，从而使电磁频谱的对抗进一步升级。