定向能武器（DEW）是一种新兴的防御技术，它使用集中的电磁能或粒子束来破坏系统，而无需依赖传统的动能弹丸。

为了应对无人机、高超音速射弹和无人机群等挑战，它们的发展速度加快了，其中快速响应和低成本的解决方案变得越来越重要。

定向能武器能够在远距离产生精确、可扩展的效果，随着技术的成熟，目前正被整合到空中、陆地和海上平台中。

这些系统可以设计用于多种效果，从非接触式破坏（例如干扰电子设备或拒绝进入敏感区域）到通过集中能量输送实现的材料降解。

这项技术如何运作？

定向能武器的工作原理是将电能或化学能转化为集中的电磁辐射束或亚原子粒子束。这些粒子束被引导至目标，以产生可控的物理或功能效应。

有效操作取决于几个关键因素，包括系统功率、光束质量、大气条件和精确瞄准，特别是在瞄准移动目标时。

为了满足这些需求，定向能武器依靠先进的子系统进行光束控制、热调节、大气补偿和高保真目标跟踪。具体作用机制因系统类型而异。每种系统都利用电磁频谱的不同部分来实现其预期功能。2

高能激光器

高能激光器（HEL）是一种定向能量系统，可发射聚焦的相干光束，通常在可见光至红外光谱范围内。

完整的 HEL 系统包括用于聚焦和跟踪的光束导向器、诸如储能模块或发电机之类的电源以及热管理系统。

这些系统使用固体激光 (SSL) 技术将电能转换为激光辐射，其中掺钕钇铝石榴石 (Nd:YAG)、掺钛蓝宝石或紫翠玉等材料用作增益介质。

高能激光以连续波或脉冲模式运行，可提供1千瓦以上的功率输出，足以损坏或熔化结构材料。它们能够快速、低成本地进行攻击，并提供可扩展的输出功率，但其性能可能会受到雾、雨或湍流等环境因素的影响。

高功率微波

高功率微波 (HPM) 系统发射微波频率范围（通常为 10 兆赫至 100 千兆赫）内的集中电磁能量爆发，以干扰或禁用电子系统。

与高能激光器不同，HPM平台可以产生广域效应，能够同时影响其电磁场范围内的多个电子元件。

这些系统使用速调管、磁控管或其他微波发生器等设备将电能转换为高频脉冲。脉冲通过天线或波导发射，产生聚焦或分布式电磁场。先进的高功率微波（HPM）平台功率可超过100兆瓦，产生的电涌超过标准工作阈值，并干扰系统功能。

高功率微波系统的主要优势在于其能够穿透电子屏蔽，并在非直接视线范围内对目标造成影响。这些特性使得高功率微波武器在摧毁敌方通信、雷达系统和电子基础设施方面尤为有效。

粒子束武器

粒子束武器 (PBW) 使用高能原子或亚原子粒子，例如电子、质子或离子，通过直线加速器或回旋加速器加速到相对论速度。

一旦加速，这些粒子就会利用电磁场聚焦并射向目标，通过电离、原子位移和直接动能撞击破坏分子和原子结构。

PBW 需要复杂的子系统来实现加速、光束整形和高精度跟踪。虽然它们提供了一种独特的高能材料相互作用方法，但这些系统仍处于早期开发阶段。功率需求、光束控制和运行稳定性等技术挑战目前限制了它们的广泛部署。4

毫米波武器

毫米波武器（MMW）的波长范围为1至10毫米，可发射超过1千瓦的定向电磁能。这些系统发射的高频辐射主要与目标表层相互作用，通过分子激发引起快速局部加热。

辐射由回旋速调管等设备产生，并通过天线或波导导向目标区域。毫米波以其更广泛的能量扩散而闻名——它们可以同时影响特定覆盖区域内的多个表面或组件。

虽然毫米波主要用于非破坏性应用，但高强度照射可能会产生热效应。毫米波平台具有可调的能量输出和方向控制功能，非常适合需要可控、短距离能量传输且物理影响最小的场景。

全球定向能计划DragonFire（英国）

DragonFire 是英国主要的激光定向能平台，由国防科学技术实验室 (Dstl) 与 MBDA、Leonardo 和 QinetiQ 合作开发。

它集成了一个光束引导器，具有三个光学孔径，支持广域扫描、中距离跟踪和高精度瞄准。

该系统可产生高能激光束，在最远1公里的范围内达到亚厘米级精度。DragonFire系统单次使用成本预计不到10英镑，展现了低成本、高精度能量传输的潜力，为传统拦截技术提供了一种可扩展的替代方案。

THOR（美国）

战术高功率微波作战响应器 (THOR) 是由美国空军研究实验室开发的 HPM 系统，旨在应对无人机群等集群空中技术带来的新挑战。它发射宽脉冲微波能量，可同时禁用多个无人机系统 (UAS)。

THOR 安装在一个 20 英尺的集装箱内，可通过 C-130 飞机运输，只需对操作员进行极少的培训，即可在三小时内完成安装。

经过两年的评估，该系统在 2023 年的现场测试中成功证明了其广域电子干扰能力。

HELIOS（美国）

集成光学眩目器和监视功能的高能激光器（HELIOS）是由洛克希德·马丁公司为海事用途开发的60千瓦级定向能平台。它将高能激光交战、光学眩目器和监视功能集成在一个集成系统中。

HELIOS 以光速运行，并采用强大的储能架构，专为持续使用而设计。其船用结构使其能够在海军环境中持续部署，而其模块化设计则支持未来在电力容量和控制软件方面的升级。

未来展望

随着定向能技术不断成熟，其在现代国防系统中的作用预计将不断增强。尽管技术和监管挑战依然存在，但持续进行的研究正在稳步提升定向能的性能和可靠性。