近年来，世界主要军事大国都在加紧高功率微波武器（又称射频武器）的研究，这种可用来攻击敌方电子设备并杀伤作战人员的新式武器已在战争中崭露头角。美国海军在海湾战争中就使用了高功率微波弹头，数枚高功率微波炸弹配合其他武器曾使巴格达指挥系统、国家电视台等一度中断运转，显示出其作为新一代高技术武器的强大威力和良好的应用前景，在现代海战中也将扮演重要角色。因此，有关高功率微波武器医学防护研究已成为军事医学面临的现实问题。

1 高功率微波武器
     
　　高功率微波武器是通过发射兆瓦级甚至更高功率、频率（1～300MHz）的脉冲来毁坏敌方电子设备、烧毁武器系统或杀伤作战人员，使敌方丧失作战效能的一种武器系统。高功率微波武器的平台有地基、机载、舰载、车载、弹载等多种。由于微波能量能穿过本身波长的所有隙缝，以及玻璃或纤维等不良导体，进入到目标内部，因此高功率微波武器可杀伤躲避在密闭工事和装甲车辆内的人员。研发微波武器的初衷就是利用高能微波破坏敌方的电子设备、武器系统等，但当微波武器作用于人体时，低强度的微波可以使人体产生生理和心理功能紊乱，导致烦躁、头痛、记忆力减退、神经功能混乱等症状，使人体暂时失能以致丧失战斗力。当微波的功率密度增加到80MW/cm 2 时，仅需1s就能致人于死地。

　　2 高功率微波武器海上使用情况
     
　　随着高功率微波武器技术日益成熟，它将成为未来海战中的重要武器。现代军舰都装备了大量电子设备系统和装备，这些系统中都有大量电子元器件和半导体器件，因而也最容易受到微波炸弹的攻击。微波炸弹能沿一定方向发射高功率电磁脉冲，以光速攻击目标，它造价低，体积小，投掷方便，软硬杀伤兼备。它攻击目标隐蔽、快速、杀伤力强。在现代战争中的军事和政治影响都远远小于常规武器，因此，将成为未来信息化战场上对付军舰的重要武器。舰载微波武器可装备到舰艇上，作为防御武器。舰载微波系统产生的电磁波可用来对付反舰导弹，攻击其他战舰、快艇或侦察机的电子系统，也可以用其杀伤恐怖分子。美国海军正在为舰船上加装微波武器做准备，包括改进舰船的动力系统并加紧微波武器技术的研究。
    
　　微波武器配置在港口、海岸等区域，与其他武器系统紧密配合，可担任防御任务，攻击来袭的飞机、导弹、军舰等目标，对于保护海港和海岸昂贵的设备设施能够起到很大作用 ［1］ 。可以预见，在未来海战中，高功率微波武器必将在点防御（用于舰艇自卫，对付反舰导弹或辐射导弹，毁坏其导航系统或使其战斗部提前起爆）、反弹药（水面或地面排雷）、压制防空（攻击敌防空体系的电子设备，使其全部或部分失灵）、破坏信息链路节点（攻击预警机和无人机，破坏敌方的指挥、控制和通讯能力）和杀伤人员的作战中发挥“杀手锏”作用 ［2］ 。
     
　　3 微波辐射的生物学效应
     
　　微波辐射的生物学效应，就是指微波照射生物体并与生物体相互作用后产生的各种生理影响。微波的生物学效应按照其作用机制可以分为热效应和非热效应。

　　3.1 热效应
     
　　当人体受到一定强度的微波辐射后，其部分能量被吸收转变为非特异性的热能，使全身或局部组织受热，引起人体组织温度升高;或者通过人体体温调节机制调节体温，虽然温度尚未变化，但机体的散热作用加强了，这种效应称为微波的热效应。热效应可致皮肤及内部组织严重烧伤，甚至致人死亡。据报道，微波能量密度达20～80MW/cm 2 ，作用1～2s可引起致命烧伤;20MW/cm 2 作用1～2s可引起Ⅲ度烧伤;0.5MW/cm 2 作用1～2s可引起轻度烧伤。另外，微波还可引起眼晶状体、心血管、睾丸等损伤，如引起白内障、心血管功能紊乱、阳痿、精子生成量减少等 ［3］ 。
    
　　人体肌肉、大脑、皮肤和脏器含水量高，对微波吸收强而贯穿深度浅;反之像脂肪和骨骼等含水量低的组织，对微波的吸收比前者要小1个数量级。近年来认为微波频率与生物体组织产生的共振是人体产生热效应的主要机制。动物和人体对电学的共振频率范围为10～1×10 4 MHz。研究结果还表明，电磁辐射的生物学效应一般随着波长的减小而递增，即在同一场强下，波长愈短对机体危害愈严重。其规律是:微波>超短波>短波>中波>长波;在微波中，毫米波>厘米波>分米波。
    
　　从热交换和热效应的条件来看，人体一般暴露于100MW/cm 2 以上的功率密度时才会产生明显的不可逆的病理变化。表1为人体对不同频率电磁场照射的反应。 

　　表1 人体对不同频率电磁场照射的反应（略）

　　3.2 非热效应
     
　　非热效应指生物体反复接受低强度微波辐射后，体温虽未明显升高，但中枢神经系统及心血管等系统可受到影响。非热效应亦可视为微波辐射在不引起机体温度明显升高情况下所产生的生物效应，其功率密度一般都在1MW/cm 2 以下。非热效应能使作战人员产生神经错乱、记忆力衰退、行为错误，甚至致盲、致聋或心肺功能衰竭等 ［4］ 。

　　4 舰船人员微波防护基本方法
     
　　微波武器将是未来信息化战场上应对军舰的重要武器，它在对付舰船电子装备的同时，也会对人员造成伤害，此外，现代化舰船上装备的各种雷达及通讯设备，以及舰载武器系统都会对舰船造成电磁污染，对乘员的健康和工效产生较大的影响，因此舰船人员的微波防护是值得重视和研究的问题。

　　4.1 作战方面应采取的措施
     
　　在作战方面，应争取主动，最好的办法是在敌人使用微波武器时进行有效摧毁。可首先对乘载微波武器的平台，如导弹、飞机等进行摧毁。在得到敌突袭情报并有少许征兆时，应及时发出编队防微波武器袭击预警。 
　　4.2 屏蔽方法
     
　　微波入射到金属表面会产生反射，因此金属板可以起到屏蔽微波的作用。可利用军舰本身厚实的金属甲板和舱壁进行屏蔽（钢板屏蔽），尤其无缝隙钢板对大功率电磁脉冲就是最好的防御。此外，可用于屏蔽的材料还有金属丝网、金属丝栅、镀导电膜的透光材料、镀金属导电布等。

　　4.3 个人防护

　　当电磁脉冲的渗透用屏蔽措施不能完全阻止时，或需要暴露在高场强微波环境下作业时，为了避免过度暴露而造成伤害，应采取个人防护。个人防护用品主要是防护服、防护眼镜、防护帽等。
    
　　4.3.1 防护服。目前，微波防护服的种类比较多，以往是采用尼龙网格制成，在尼龙网格上涂以银。由于这类防护服笨重、不透气，现在有些厂家开发并研制出由不锈钢纤维与普通纺织纤维混纺而成的防护服，在织物内部形成极细密的金属网，这种衣物手感柔软，可染性好，色泽纯正，外观与单纯的纺织品无差别，耐磨损、耐洗涤，对微波的反射衰减可以达到30dB以上。
    
　　4.3.2 防护眼镜。眼睛是对微波较为敏感的部位，研究发现，眼睛可与所暴露的微波频率产生共振，在极低的能量密度下会造成眼损伤，因此眼睛的防护很重要，应该佩戴微波防护眼镜，防止电磁波辐射导致的眼晶状体蛋白质变质、晶状体混浊、白内障等器质性病变。防护眼镜是通过在镜片表面喷涂四氯化锡以及能提高导电率的金属化合物，在镜片表面形成多层导电膜而发挥屏蔽微波的作用，也有用紫铜丝网制成的镜面。型号为FW-A的防护眼镜对3cm及5cm频段的微波反射衰减量达到20dB以上，目前有些厂家采用半导体镀膜新工艺生产的微波防护眼镜，具有良好的导电性和透明度，附着牢固，是宽频带的眼部防护用品。
    
　　4.3.3 防护帽。配戴防护帽可以重点防止电磁波对人体中枢神经系统损伤而造成的脑细胞生物电活力不稳，神经系统功能紊乱、失眠、头晕、疲劳、记忆力减退和脑瘤等疾病。防护帽的材料由网眼极小的铜丝网与棉纱制成，或用镀金属的网眼布制成长舌旅游帽型防护帽。

　　4.4 医学防护
     
　　医疗卫生部门应该积极主动配合其他部门进行微波卫生防护知识的宣传，并积极研究和制定微波损伤的防护措施。对于有可能接触微波辐射的工作人员，应该进行就业前的体格检查并定期体检，还应制订合理的作息制度等 ［5］ 。
    
　　目前对于微波辐射的损伤没有特效的治疗方法，一般采取对症治疗的方法。采用中西医结合对症治疗可获得良好的疗效 ［5］ 。
     
　　5 美军微波防护研究机构及研究概况
     
　　5.1 美国海军保健研究中心布鲁克斯分队
     
　　该分队主要在电磁辐射的生物效应方面开展研 究、测试和评价，以提高海军及陆战队人员的健康、安全和战备水平。电磁辐射生物效应涉及极低频至可见光谱的非电离电磁场的研究，包括微波辐射效应以及激光的生物效应和对作业能力的影响。目前，重点研究激光武器、微波武器等定向能武器系统对人的影响，并建立环境安全暴露标准，评价定向能对人的远期效应，建立个人防护方案。近年来的主要研究项目及成果如下。
    
　　5.1.1 微波的生物效应研究。①微波对动物行为的影响。微波辐射对猡猴完成重复搜索任务行为的影响;大鼠暴露于1.28、5.62GHz微波辐射的反应;灵长目动物暴露于极低频通讯系统电磁场1年的生理变化及危害的评价;多频微波暴露对人的生物学影响;海军人员射频能吸收评估等。并在以下方面取得了进展:证明了微波暴露可引起神经衰弱，心血管功能紊乱。体温调节、内分泌系统、造血系统、脑电图以及各种生理、生化指标的改变证实了非致热强度的微波辐射能引起动物正常行为的改变及反应错误增加。从而制订了人体微波辐射暴露的安全标准和防护措施。②微波对眼的影响。研究了毫米波对眼的影响。新一代定向能武器需用电磁频谱中的微波和毫米波高频放大器，因此需要了解高能微波和毫米波是如何与活的生命体发生作用的。该研究的目的是评估毫米波辐射对眼角膜和眼晶状体的物理损伤，测定在目前安全标准下反复暴露所致的影响。
    
　　5.1.2 射频辐射防护服研究。主要在棉织物、聚酯材料纤维和诺梅克斯（Nomex，一种轻质耐高温的芳香族聚酰胺材料）纤维内加入25%的不锈钢微丝，以降低人体对射频的吸收。布鲁克斯分队对NAPEX  TM 射频辐射防护服的效能进行了一系列试验。
    
　　5.1.3 射频辐射防护手套研究。通过测量人体射频电位和电流，发现舰艇人员的人体射频电流往往超出美国国防部规定的限值，舰上使用的防射频灼伤的绝缘手套体积大、易老化，并易发生绝缘击穿，而导电手套（conductive gloves）不仅重量轻而且不易击穿。
    
　　5.1.4 简易耳道式微波/射频监测器。该装置为用于微波/射频监测与防护的简易装置，检测范围为2MHz～22GHz。当辐射量超过安全范围时就会发出警报声，从而避免过量暴露。该监测器适合在医院、飞机和航母等微波和射频剂量较高的环境中使用。其特点是体积小、结构紧凑、自成一体、佩戴方便，不影响正常防护装具的穿戴和正常操作。

　　5.2 美国海军医学研究中心实验所
     
　　在电磁辐射方面，该中心研究了电磁辐射及微波对中枢神经系统的影响;低强度暴露后树状突的形态学特征，发现低于10MW/cm 2 强度的微波辐射亦可引起行为方面的变化;微波引起中枢神经系统形态学的改变;确定并评价了作业环境中的各种电磁辐射对人体的危害;制定了电磁辐射人员暴露的安全标准（连续暴露的最大限值为10MW/cm 2 ）和有关条令、条例等一系列安全管理措施;确立了治疗电离辐射伤员的技术和防护措施。此外，还研制了检测电磁辐射伤员的医疗设备和远距离测试其生理指征的仪器。
     
　　5.3 美国空军实验室射频辐射研究分队
     
　　该分队为定向能生物学效应研究所的一部分，其任务是做好空军人员射频辐射防护工作，将辐射负面影响减至最小。分队开展了射频辐射剂量和生物学效应等众多研究。随着高能微波武器和定向能武器的出现，该分队就变得更为重要。
    
　　射频辐射分队研究射频辐射在亚分子、分子和整个生物体水平的生物学效应。为了观察射频的致癌作用，研究将小实验动物整个生命周期暴露于射频辐射中。其他研究包括射频辐射生物学效应的基本机理，以及毫米波频率和高能微波辐射对视觉和神经系统功能的影响。分队还投入大量力量研究这些新的脉冲的生物学效应，以便在这些系统投入测试和使用前建立必需的防护标准。射频辐射分队已成为非致命武器生物效应的一个主要测试点。