電磁脈波炸彈
資訊攻擊的利器--電磁脈波武器現代高度工業化的國家依賴電腦和通訊网路系統的
程度与日俱增，而電腦和通訊网路系統則是由現代化高密度的半導體元件所組成的，
因此設計用來破坏或損毀半導體元件的武器乃成為使用半導體設備的致命威脅。隨
著科技的日益成熟，全球資訊戰發展趨勢，以及比傳統毀滅性核子武器經濟的考量，
建造這种破坏電子系統裝備的武器已漸受重視，這些武器稱之為「電磁脈波武器」。
所謂「電磁脈波武器」，是利用強烈的電磁脈波輻射，來破坏敵方的雷達、通信、
電腦、動力等与電磁有關的設備，以奪取戰場优勢的一种武器系統，國外稱之為電
磁脈波(Electron-Magnetic Pulse;EMP)武器。EMP武器的作戰對象，主要是敵方的
電子資訊系統。它能夠對較大范圍內的敵方各种電子資訊設備的內部關鍵組件，同
時實施壓制性和摧毀性的硬殺傷。所以，EMP武器是一种性能獨特、威力強大的硬殺
傷性資訊武器。美國從1970年開始研制核電磁脈波武器，前蘇聯自1974年以來也在
積極進行電磁脈波武器的試驗。由於核電磁脈波武器不像以往的核武器那樣以殺傷
有生力量為目的，而專以敵方的電子資訊武器系統和電力系統為殺傷對象，以癱瘓
指揮控制為目的。因此，在現化資訊戰時代中，它具有比普通核武器更大的作戰威
力。据國外專家預測，隨著新技術、新材料的不斷發展，電磁武器在軍事領域有著
廣泛的應用前景。特別是電磁發射技術研究的突破性進展，將使高技術化戰場上各
种武器打擊的精度、速度和威力極大的提高，屆時的戰場情況，將會更复雜、激烈
和殘酷，也將使核戰爭的危險進一步增大了。
電磁脈波炸彈概念
在現有研制中的EMP武器，最主要的是「電磁脈波炸彈」（Electromagnetic Bombs,E-bombs）
的發展。一如電子戰，在資訊戰中，要是「軟」的破坏滲透不成，就必須以「硬」
的手段，例如藉由無害人??与建??的「電磁脈波炸彈」，制造瞬間巨大電流，燒毀
電腦硬體，破坏通訊与電腦网路；而隨著電腦元件本身趨於微小化，干擾破坏所需
的電磁能量也就愈少。電磁脈波炸彈是利用大功率微波束的能量，直接殺傷破坏目
標或使目標喪失作戰效能的武器，亦稱為微波武器。這种武器由飛机或導彈在空中
發射并爆炸後，其強大的脈波功率，可將敵方防備的電子靈敏元件，甚至整個電子
設備燒毀。這种武器的破坏目標，通常不是指某一种電子設備，而是對某一地區的
几乎所有的電子設備。例如俄羅斯研制的電磁脈波炸彈，可將爆炸能轉變成電能的
強烈脈波，一次釋放能量100兆焦耳，對北約的雷達和C3I系統威脅極大。英國研制
的微波炸彈，能燒毀某一區域內的電腦電路和電話線。電磁脈波炸彈爆炸時釋放出
的大功率電脈波，還能擾亂敵人的大腦神經系統，使人暫時失去知覺。
電磁脈波炸彈技術背景
要制造非核武的電磁脈波炸彈，必須先有可瞬間產生強大電磁能且可將此能量攜至
目標區的裝置，其中關鍵的成熟技術有：爆炸的流量壓縮產生器(Flux Compression
Generator;FCG)、磁石發電机-流??動力產生器(Magneto-Hydrodynamic Driven;MHD)、
和高能微波源虛陰極裝置(Vircator Device)。
(1)爆炸流量壓縮產生器(Explosive FCG)
流量產生器(FCG)是一种可在數十至數百微秒內產生百万焦耳(megajoules)峰值電能
的裝置，而這裝置可以達到簡單且量輕的需求。當FCG產生的功率達數十億仟瓦至數
百億仟瓦時，其所產生的電流將是一般閃電電流的一千倍以上。FCG的工作原理是利
用快速爆炸的机械能轉換為電磁場的裝置。如圖(一)所示的螺旋式FCG為最常被運用
在炸彈和彈頭的設計上。FCG在爆炸電荷產生之前需有一預置的電磁通量，稱之為預
置通量。此預置通量通常經由FCG的電流放電所產生，此電流稱為啟動電流。此啟動
電流理論上可由任何可產生數十至數百万安培脈波電流之裝置來達成。最常用的裝
置為高壓電容組。當啟動電流達到峰值時，此爆炸即被啟動。這爆炸將使電樞管(Armature
Tube)膨脹變形，使与傳輸線圈(Stator Winding)形成短路，并中斷啟動電流。當爆
炸持續進行，電樞管將變形為張角12至19度之角錐狀，并沿軸向傳遞前進。此种持
續前進的短路，將會壓縮電磁場并減少線圈電感，使線圈電流直線上升，直到產生
器崩潰為止。已展示過的資料顯示，上升時間約為數十至數百微秒，峰值電流為數
千万安培，峰值能量為數千万焦耳。
目前被使用的技術是磁石發電机-流??動力裝置(Magneto-Hydrodynamic Device;MHD)產
生器MHD裝置的設計的基本原理，是在磁場中移動將一個傳導??，產生電流改變磁場
及傳導??運動的方向。
(3)高能微波源--虛陰極(Vicator)
流量產生器(FCG)的致命性受限於低於一兆赫之低能脈波的偶連效率(Coupling efficiency)
而使用高能微波裝置則可獲得較佳的偶合效率，亦使其更加致命。目前較适合應用
於軍事用途的高能微波裝置(即高能產生器)是虛陰極振湯器(Vircator Oscillator)，
因為它具有簡單便宜強固，且能產生高達數十千兆瓦的微波能量。虛陰極振湯器的
工作原理比流量產生器(FCG)复雜。其基本原理系根据加速電子束至相對論速度(光
速)，此速度可將電子打擊穿過陽極電网，這些通過陽極電网的電子，會在陽極後方
形成一團空間的自由電荷泡，稱之為虛陰極。虛陰極振湯器系利用低阻抗的二極??以
產生遠超過空間電荷極限電流(Space-Charge Limiting Current)的高電流，此高電
流使得在与陰極對稱的位置形成一虛陰極，而將後來的電子反射回去，這些電子就
在陰極与虛陰極之間來回振湯而產生微波，因其所產生的微波頻率与其電子束密度
平方根成正比，而利用一外加軸向磁場強度之變化可改變其電子束之密度，因而改
變其所產生的微波頻率，若其外加軸向磁場可作快速之變化，則其產生之微波波長
也隨之作快速之變化。在适當的條件下，假如將不穩定的虛陰極放在微波腔中，則
會在微波腔內振湯，而產生微波頻段的電磁波。因此如使用已成熟的微波工程技術，
可從振湯的虛陰極中抽取大的峰值能階。而陽極將會在約1μSec左右汽化或融化。
由於振湯的頻率与電子束持性參數密切相關，且Vircator有隨電子束電流量而改變
模態和頻率漂移的特性。因此适當的調控電子束電流，可變頻至較寬的頻段。由已
發表的實驗資料顯示，可在Ｄ至Ｋ頻段產生峰值功率在170 Kw至40 Kw之電磁脈波。
電磁脈波彈頭的殺傷力
電磁脈波武器的殺傷力研究是相當复雜的。雖然計算一個已知電磁脈波裝置設計，
已知半徑內的電磁場強度是很直接的；但要決定此條件
下，E-bomb對一群目標的殺傷力卻很困難。原因有二，其一是不同類型目標對抗電
磁破坏的能??不盡相同，具備加固措施的電子設備可以對抗相同等級電磁場強度的
電磁脈波攻擊，而且不同制造商所生產的同類型電子設備也可能有不同的抗電磁脈
波能力。其二是決定E-bomb殺傷力的主要問題在於E-bomb的偶連效應效率(couplingefficiency)
，簡單地說，偶連效率系指武器產生的電磁場可以有多少能量傳到目標物的一种量
測，只有偶連進入目標物的電磁場能量能對其造成殺傷。
(1)偶連模式
電磁場能量的偶連效率是E-bomb殺傷力的一個指標。根据目標的兩种基本分類：目
標物本身(如電子設備及設施)，及連結電子設備及設施之間的硬??(如電話線及電線、
電纜線等)；偶連效率也可以分成兩种偶連模式：前門偶連模式(FrontDoor Coupling;FDC)
及後門偶連模式(Back Door Coupling;BDC)。前門偶連模式系指當E-bomb或電磁脈
波武器所產生的電磁場能量，偶連進入雷達或通訊裝備系統的天線，因為天線本身
的設計就是提供雷達或通訊裝備系統能量偶連的進出路徑，因此，也給從E-bomb或
電磁脈波武器的能量進入目標裝備的一個有效途徑，并造成電子設備本體的破坏与
傷害。後門偶連模式系指當E-bomb或電磁脈波武器所產生的短暫電流或駐波，引起
的電磁場偶連進入固定電(纜)線所造成的偶連效應，此時，電(纜)線所連結的電子
設備(雷達或通訊裝備)會間接地受到傷害。圖三是低頻E-bomb彈頭示意圖。低頻E-bomb武
器可以對電(纜)線基礎建設(如電話線、電腦网路線、及沿街道的電力線)產生有效
的偶連效應。圖四是E-bomb武器的殺傷半徑，E-bomb產生的電磁場能量增強，則其
偶連效率隨之增加。一般而言，由於微波武器可以比其他低頻武器更快速地產生偶
連效應，也可以瞬間通過那些被設計來阻止低頻偶連的保護裝置，所以微波武器有
較大的殺傷能力。
(2)電磁脈波炸彈殺傷力最大化
為了得到最大的電磁脈波炸彈殺傷力，就必須讓進入目標物的偶連能量最大化。E-bomb殺
傷力最大化的第一步就是要能得到最大的武器峰值能量(peak power)及最長的輻射
持續時間(duration radiation)；第二步就是要使進入目標物的偶連效率最大化，
即讓武器頻寬內的所有可利用的偶連效應都能進入目標體。對於一已知炸彈空間之
尺寸限制而言，為得到最大的殺傷力，可以使用如圖五所示的整合FCG及HPM炸彈內
的虛陰極來達成。圖六是一個典型的HPM E-bomb組合圖。此外，适當的爆炸高度也
是能得到最大傷殺半徑及效益的條件，如圖七及圖八所示。電磁脈波炸彈於适當的
高度??炸，產生強烈的電磁脈波輻射，對敵方電子資訊系統造成摧毀性的硬殺傷。
(3)精确目標電磁脈波炸彈
導引電磁脈波炸彈攻擊目標的工作也是很复雜的。例如加裝了全球定位系統/慣性導
引(GPS/Inertial Guidance)是一种提高電磁脈波炸彈殺傷力的有效方法，可以使E-bomb更
精确地指向所欲攻擊的目標，造成更大的殺傷力。圖九是GPS導引的示意圖，圖十是
其投送方式示意圖。此外，利用隱形無人駕駛載具(Unmanned Aerial Vehicles;UAV)投
送E-bomb攻擊目標也是一個很有效的提高殺傷力的手段。
四、電磁脈波炸彈面面觀
本節介紹E-bomb原理与技術外的其他應用觀點。
電磁脈波炸彈的投送(Delivery)電磁脈波炸彈的爆炸彈頭及電磁彈頭占据了大部份
的物體空間，也有相當的重(質)量決定了炸彈內部硬體的密度，其重量允許裕度必
須可以配合投送載具。根据資料，已知現有的電磁彈頭可以配置於巡戈飛彈載體。
雖然犧牲了一些巡戈飛彈燃料容量，卻可以讓電磁彈頭尺寸增加，以提高E-bomb的
殺傷力。盡管如此，巡戈飛彈載??的選擇則是限制了電磁彈頭的重量。所有這些限
制都是為了攜帶電磁能量貯存裝置(ElectricalEnergy Storage Device)，以提供使
用FCG的電容充電。較之於相同重量的傳統炸彈而言，由於電磁脈波炸彈潛在的大范
圍殺傷半徑，使它可以審慎地在遠距离投射炸彈。這特性同時也滿足武器(如巡戈飛
彈)固有的特性，使電磁彈頭裝置可以應用於滑翔炸彈、攻艦飛彈及空對空飛彈，這
些飛彈都可具有不同類型之發射後不管(fire and forget)的導引方式，以允許飛發
射電磁彈頭飛彈或投射E-bomb後，在炸彈爆炸前离開數哩外。現在，GPS衛星導航的
應用更提供了投射E-bomb的另一种最佳方式，GPS的應用提高了E-bomb的投射精确度。
圖十是利用GPS/Inertial導引E-bomb的投射任務剖析圖。
電磁脈波炸彈的防護(Defense)E-bomb所產生的電磁脈波對通信系統有很大的影響。
試驗證明，核電磁脈波通過天線、電纜、架空明線的感應能燒毀供電系統、通信机
輸入端的保險絲、放電管等保護裝置，使供電和通信系統工作中斷。為防止電磁脈
波的干擾和破坏，可以根据各种不同情況，采用屏蔽、隔离、濾波、限幅等等防護
措施，盡量降低感應到電子系統裝備中的電磁脈波分量。其他措施包括使用對電磁
脈波不敏感的光纖通信、使用受電磁脈波影響較小的真空管及使用地(岩)通信等。
圖(＋一)是電腦房抗電磁脈波武器攻擊的基本設施。
圖（＋一）加強電腦房硬度以防電磁脈波攻擊
電磁脈波炸彈的限制(Limitations)電磁脈波武器的限制取決於武器的配置(Implementation)
及其投射的方法。兩者都限制了電磁脈波武器的殺傷力。此外，武器的配置又決定
了在給定半徑內可達到的電磁場強度以及它的頻率分布。投射的方法則限制了武器
攻擊預設目標的精确度。在選用軍事裝備上，必須注意到利用熱离子技術(thermionic
technology)，即真空管裝備，作為固態元件技術的代用品；因為熱离子技術對電磁
脈波武器效應的承受力較強。因此，在重要的武器、C4I系統中使用熱离子技術(如
高速二極管，或全面更換軍制式電子固態元件之主件，使用抗電磁脈波隔微晶片、
砷化鎵半導??等，使武器受到較少或不受電磁脈沖破坏。例如1960年代的前蘇聯軍
事裝備，就很難以電子硬殺攻擊之。此外，電磁脈波武器的另外限制是很難去評估
它的殺傷力。有輻射源發射之目標如電達或通信裝備，仍然可以在它們的接收器和
資料處理器受到破坏摧毀後，仍然持續發射電磁波。也就是說，裝備受到成功地電
磁脈波武器攻擊後，仍然可以運作。相對地，在攻擊即將展開時，敵方可能關閉其
電磁波發射源，而使無法立刻得知攻擊的成功与否。投射方法對電磁脈波武器的限
制，決定於武器本身的??積及尺寸大小，以及它的投射精确度。給定的引爆高度下，
投射誤差應該和殺傷半徑成比例，投射誤差將使殺傷率顯著地變小。當評估具導引
能力之E-bomb的殺傷率時，這點限制是非常重要的，對使用了GPS導引之E-bomb計算
其投射誤差會更具有實質上的意義。
電磁脈波炸彈的擴散(Proliferation)
目前，由於科技技術的深入及其設計武器的經驗，美國和前蘇聯是兩個已知會制造
電磁脈波炸彈的國家。然而，也因為流量產生器(FCG)和陰虛極(Vircator)的簡單化，
使得任何國家即使只有1940年代的科技，只要擁有武器的工程圖及規格，就可以制
造電磁脈波炸彈。因此，當第一世界的國家受益於流量產生器(FCG)和陰虛極(Vircator)
的簡單化，而在平畦及戰時都能以低成本生產電磁脈波炸彈武器的同時。
低度開發的國家同樣地也可能大量生產電磁脈波炸彈武器。這是一個值得警惕的問
題。已開發國家現代化的經濟過度依賴資訊科技基礎建設，所以一旦受到電磁脈波
炸彈武器的攻擊，反而使武器可以對這些國家造成更高的易損性。易損性的主要考
量是，通信与資料通信架构是以銅纜為傳輸介質。如果銅纜介質由光纖介質取代以
達成寬頻的目標，結果是光纖通信建設抗電磁脈波攻擊的能力會明顯地增加。然而，
現在的運用趨勢，使即存的傳輸媒介如有線電視及電話線以及同軸線网際网路裝備，
都提高了有線系統的易損性。使用這些易成為電磁脈波攻擊目標的資料和服務通信
基礎建設是不合理的。
電磁脈波炸彈的使用准則(Doctrine)
電磁脈波炸彈的使用方式可分成戰略性攻擊和戰術性攻擊。在戰略性攻擊方面，可
以在敵境距地面約10公里的高空引爆電磁脈波炸彈，產生大區域范圍的電磁脈沖效
應，將使得供電設備燒毀，造成電力輸送中斷，產生嚴重的民生問題。在戰術性攻
擊方面，可以在對敵進行登陸作戰前，對敵使用電磁脈波炸彈戰術攻擊，將其C4I系
統摧毀，以利奪取制資訊權，使後續作戰行動任務得以順利達成。此外，還必須考
慮下列使用准則。
(1)應用電磁脈波炸彈進行電子作戰
電子作戰(Electronic Combat;EC)運作的中心目標，是利用軟硬殺方法達成控制電
磁頻譜，以攻擊敵方的電子系統。控制電磁頻譜的目的就是要中斷或減低敵方防空
系統、空中運作環境，以及各武器系統單元之間的資訊流。應用於電子作戰中，電
磁脈波炸彈的能力可以傷害許許多多類型目標，最常用的就是利用E-bomb造成敵方
電子系統無法正常工作，特別是防空系統或C3系統及其他軍事系統。
与一個反幅射飛彈(AntiRadiation Missile,ARM，追蹤目標雷達幅射源而施以攻擊
的一种飛彈)比較起來，一個E-Bomb可以在其涵蓋范圍內對各類型的多目標造成殺傷。
由此觀點，電磁脈波裝置可以說是一种電子式大量摧毀的武器(Weapon of Electrical
Mass Destruction;WEMD)。因此，電磁脈波武器在電子作戰中是一個特別的武力倍
增器。當電子作戰開啟時，使用大量的電磁脈波炸??能夠迅速地取得制電磁權，因
為E-Bomb較傳統武器可以更迅速地造成電子系統的損害。傳統的電子作戰方式是在
開戰初期，即集中力量使敵方電子防護形成飽和，中斷其資訊并破坏其電子系統，
武力的倍增器E-Bomb就能達成此一目的。相較於那些只攻擊特殊目標的武器(如ARM必
須裝置幅射源定位系統)而言，E-Bomb的成本較低。E-Bomb不是專門的電子戰方法，
卻是成本效益非常高的電子作戰手段。
(2)應用電磁脈波炸彈進行戰略空中攻擊
現代戰略層次的空中攻擊反映在資訊戰IW的許多觀點上，就是要摧毀或破坏敵方的
資訊基礎建設。現代戰略性空中攻擊理論的基礎就是Warden在1995年提出的五環圈
模式(Warden’s Five Rings model)，如圖十二所示。圖十二表示由內而外重耍性
的遞減，最重要的是國家的領導中心及支援C3的相關系統，然後是它的經濟基礎建
設、交通网路、人口及其兵力。電磁脈波武器都可以對五環圈模式的任一元素造成
傷害，尤其能提供對工業高度發展且密集的區域更高的報复，造成更大傷害。值得
一提的是，從戰略的觀點來看，不像「核」電磁脈沖武器人員設備同時產生傷亡与
破坏，電磁脈波武器只對電子設備產生殺傷，對人員的傷害較小。這种對殺傷效應
的選擇性使電磁脈波武器可以很快地成為戰略空中攻擊武器，而減少政治上的沖擊；
這對執行包括和平維持等具高度政治敏感的軍事行動尤具重要意涵。
圖（＋二）五個環的戰略攻擊模式
(3)應用電磁脈波炸彈進行空中攻擊性反制
電磁脈波炸彈對空中攻擊性反制(Offensive Counter Air;OCA)運作是非常有用的。
現代先進的飛机都配置高密度的電子設備，對電磁脈波炸彈而言，飛机是高易損的
目標。由於現代飛机的電子設備占有整架飛机極高的成本比例，其電子設備的備份
件也就很有限，因此，當電磁脈波武器對飛机的電子設備造成破坏後，會使飛机很
長的時間內無法備戰。此外，利用電磁脈波炸彈攻擊机場，會使通訊、空中交通控
制設備、輔助導航及運作支援裝備等無法正常工作，如果這些設施沒有适當加固措
施的話。所以，飛机与机場的OCA必須包括電磁脈波炸彈的使用，以降低敵人的空优。
(4)應用電磁脈波炸彈進行空對海攻擊
如同現代飛机，海面艦艇也裝置了大量的電子設備，以執行類似的目標偵測、交戰
与攻擊等功能。因此，如果沒有加固措施的話，它們相對於電磁脈波炸彈也有很高
的易損性。攻擊海面艦艇的傳統方法包括使用攻艦飛彈的飽和攻擊，或是結合反輻
射飛彈(ARM)与攻艦飛彈的攻擊。而電磁脈波炸彈的攻擊可以在電磁脈波效應半徑內，
造成海面艦艇防空武器及其他電子設備(如電子反制設備)的失效，因此失去戰力。
(5)應用電磁脈波炸彈進行空對地面戰場攻擊
現代地面戰斗強調机動性，典型的作戰行動也是同時進行地面戰斗。協調与管制是
确保作戰行動成功的要素，而這正給予電磁脈波炸彈另外一個攻擊的机會。協調与
管制站是陸軍單位的重要元素，也集中了通訊及電腦裝備，因此，它們都會被E-bomb所
攻擊造成陸上軍事行動指管的中斷。此外，通信及火控系統也是遭受E-bomb攻擊的
目標。
(6)電磁脈波炸彈在資訊戰中的運用构想
以美國為例，美軍實施資訊戰的戰法是：以資訊戰武器裝備的优勢，實施資訊威嚇；
以先期偵察，先發制人的手段，實施可靠的資訊壓制与攻擊的“硬殺傷”；通過資
訊壓制和攻擊，實施資訊遮斷；以電腦病毒的“軟殺傷”，摧毀敵方的資訊系統 以
資訊保密和資訊攻擊手段，實施資訊封鎖；透過資訊攻擊和資訊防護，爭取“資訊
支配优勢”或奪取“資訊控制權”。在這個戰法中，除了「動態資訊防護系統」
（dynamic informationdefense system）扮演資訊防護的角色外，E-bombs更是實
施資訊壓制和攻擊的直接手段。
(7)應用模擬技術進行電磁脈波炸彈運用之研究
模擬是一种研究、解決作戰問題的方法，其評估系統方案的基礎是定量分析。為使
電磁脈波炸彈有最佳的作戰使用效益，就必須對其作理論性的探討、進行模式發展
与模擬測試，以期充份了解電磁脈沖的特性，并有效改善現有電子系統防護措施。
五、結論
電磁脈波炸彈產生的電磁效應，進入電子設備後，會產生強大的瞬間電流，使電子
設備元件過載而燒毀。這种強大的電磁脈波能量可以對几十公里之內工作著的電子
設備起到摧毀或破坏作用。利用電磁脈波炸彈摧毀電子設備，不是專門的資訊戰或
電子戰方法，但卻是成本效益非常高的硬殺手段。電磁脈波炸彈所產生的核電磁脈
波效應，雖然僅是核爆全部能量的極小部份，但對以電子設備為基礎元件的武器導
控雷達、C4I系統等傷害卻很大。面對未來資訊作戰的發展趨勢，各國對電磁脈波武
器的研究、防護及應用技術亦日益考究和重視，以期在受到核爆後仍能維持C4I系統
的能力。(2)爆炸推進趨動MHD產生器(Explosive and Propellant Driven MHD Generators)
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