說來也巧,今天有兩家手機廠商公佈了全新的無線充電技術,並且都是圍繞着「隔空充電」。小米於今日首發了自研的隔空充電技術,根據公佈的宣傳海報顯示,這項技術不需要插線、不用底座,便可實現不限於手中還是兜裏的遠距離無線充電。而在小米之前,摩托羅拉也公佈了隔空無線充電技術。但和小米相比,摩托羅拉的隔空充電看起來像是定向的,似乎無法做到在一個空間範圍內任意位置都能充。

兩者對比,小米的這項技術更符合我們大多數人對隔空充電的憧憬。所以,我們今天就來聊聊小米是如何實現給手機隔空充電的。

根據雷軍介紹,目前小米隔空充電技術,已經實現了數米半徑內,單設備 5W 遠距離充電。同時,多設備也可以同時充電,且每臺設備均支持 5W,甚至異物遮擋也不會降低充電功率。這是通過小米自研的充電樁來實現的。

如果你看了小米官方公佈的演示視頻,你會發現,演示的手機其實就是最新發布的小米 11。但它卻能像科幻電影那般,拿着進入客廳,便能實現隔空充電。

隔空充電主要包含三個技術,即無線充電、波束成形和 UWB 定位。其中,無線充電大家都已經非常熟悉了,在手機、無線耳機、鼠標等產品上已經有所應用。對於這種短距離的無線充電,基本都是採用兩個線圈耦合來傳輸能量,這種傳輸形式主要是通過磁場進行能量傳輸,也就是我們熟悉的「電磁感應」。

而小米公佈的隔空充電,因爲可以實現遠距離給手機充電,所以它使用的就必定不是磁場輸能,而是使用電磁波來傳輸能量。電磁波輸能是通過天線將能量發送出去,和電磁場相比,它的傳播範圍更廣,但是強度會隨着傳播距離和範圍的增加而消減。

看起來很簡單,但是應用到現實生活中,我們就需要考慮兩個問題了,便是輻射和效率。所以,想要在這樣的背景下進行隔空充電,就需要把能量集中在一起傳輸到手機上,這就需要大規模陣列天線來做「波束成形」。這項技術之前主要被用於通信,通過多個天線發出不同相位的信號,然後利用它們波陣面的差異做到改變波束的方向。

但由於大規模陣列天線尺寸要小,再加上波陣面更密集才能夠更靈活的控制方向,所以波束成形在高頻的電磁波上纔能有比較好的效果。這也就是隔空充電技術用上「毫米波」的原因。

至於 UWB 定位,其原理是通過電磁波發射接收的時間差,可以計算出終端和基站的直線距離,然後通過三個以上基站和終端之間的直線距離算出終端的具體位置。

通過小米官方資料來看,小米自研的隔空充電樁內置 5 個相位干涉天線,可以對手機進行毫秒級空間定位,精準探測手機位置。144 個天線構成的相位控制陣列,將毫米波定向發送給手機。而在手機端,小米也自研了天線陣列的小型化設計,內建「信標天線」和「接收天線陣列」。信標天線通過低功耗方式在空間場內廣播位置信息,14 根天線組成的接收天線陣列,將充電樁發射的毫米波信號,通過整流電路轉化爲電能。

另外,小米官方也強調了這項技術的核心在於空間定位和隔空能量傳輸。所以,它應該就是先用 UWB 技術來探測手機的位置,然後再是用波束成形來傳輸能量。

但這裏還有一個「疑點」,毫米波信號指向性高,導致繞射能力弱。這就意味着供電設備和充電設備之間如果存在遮擋,就需要其他牆體或環境來反射電磁波。所以理論上,有異物遮擋的話,是會削弱信號的。

最後說一下大家比較關心的輻射問題,如果這款產品最終上市了,那麼它的輻射一定是在國家安全標準之內的,所以這一點無需擔心。不過從當下的情況來看,小米所展示出這款產品現階段更多是「秀肌肉」。但不管怎麼說,小米在此時公佈自研的隔空充電技術都能夠起到一定的引導和促進作用。而隔空充電的出現,也不僅僅是爲了給手機充電,它的理想願景是覆蓋所有的智能家居。

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