芯耀
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今天相信很多同學(xué)的朋友圈都被小米的一個(gè)新技術(shù)發(fā)布新聞刷屏了——小米在今天正式首發(fā)了自己自研的隔空充電技術(shù)。
雖然無(wú)線充電目前已經(jīng)成為了手機(jī)、耳機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的標(biāo)配，但小米此次發(fā)布的隔空充電技術(shù)還是令人大呼 NB，畢竟以往的無(wú)線充電技術(shù)需要手機(jī)與充電設(shè)備直接接觸，而根據(jù)小米的宣傳片，小米的隔空充電技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全屋范圍內(nèi)、所有電子產(chǎn)品同時(shí)以 5W 功率進(jìn)行純無(wú)線充電。
也即是說，小米的無(wú)線充電，更類似于一個(gè)充電功能的無(wú)線路由器，家中的手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可像接入 WiFi 一樣，以無(wú)線的方式接入這個(gè)“無(wú)線路由器”并進(jìn)行充電。
不過，隔空充電器，從視頻上來(lái)看，非常之龐大，大概與一個(gè)空氣凈化器尺寸相當(dāng)，更像是一個(gè)家用充電樁。不過考慮到隔空充電器內(nèi)置復(fù)雜天線組與功率設(shè)備，這個(gè)尺寸還可以接受。
建議大家可以去看看小米公眾號(hào)發(fā)布的原版視頻，感受一下。
對(duì)我來(lái)說，看到這個(gè)技術(shù)真的很興奮，可以說完全能解決我目前面對(duì)的痛點(diǎn)。一是因?yàn)槲壹椅锫?lián)網(wǎng)設(shè)備太多了，每個(gè)都要接根線，導(dǎo)致到處都是插座、插線板。二是我經(jīng)常丟手機(jī)充電線，有的時(shí)候家里的充電線拿出去用，丟了導(dǎo)致回家無(wú)法充電。
更重要的是，這項(xiàng)技術(shù)真正使得家中所有設(shè)備都可以永遠(yuǎn)無(wú)線連接，隨處使用，這才是智慧家庭真正應(yīng)該有的樣子。
隔空充電是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
咱們平時(shí)手機(jī)接受到的 4G、5G 信號(hào)，以及家里的 WiFi 信號(hào)，其實(shí)都是電磁波，而電磁波是帶能量的，是需要用功率發(fā)射出去的，這才會(huì)有經(jīng)常出現(xiàn)的不明真相的群眾們剪電纜、拆基站“抗輻射”的新聞。
不過，用來(lái)通信的電磁波由于需要符合嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，能量極其微弱，是不可能用來(lái)充電的。
而隔空充電的原理其實(shí)與無(wú)線通信類似，簡(jiǎn)單來(lái)說，隔空充電系統(tǒng)由一個(gè)無(wú)線發(fā)射裝置和一個(gè)無(wú)線接收裝置完成無(wú)線電力傳輸，發(fā)射裝置發(fā)射電磁波信號(hào)后，接收裝置可以捕捉到電磁波能量，通過檢波、高頻整流后得到穩(wěn)定的電流，供負(fù)載使用。
但是，為了避免在使用隔空充電時(shí)電磁波的輻射能量太強(qiáng)損害身體，必然需要犧牲功率減少覆蓋范圍。
為了解決這個(gè)問題，小米在隔空充電中使用了目前 5G 基站最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)：大規(guī)模天線陣列下的波束賦形。
在 5G 基站中由于使用了這項(xiàng)技術(shù)，可以使得天線發(fā)射的信號(hào)，不像以往那樣沒有方向性，而是可以像探照燈一樣指哪兒打哪兒，直接找到手機(jī)的位置，把無(wú)線電信號(hào)精準(zhǔn)的發(fā)射給它，這樣就避免了無(wú)謂的能量損耗，提升功率，并使得給不同用戶發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)之間減少重疊，提升質(zhì)量。
但是要實(shí)現(xiàn)波束賦形，基站的天線就不能使用單個(gè)天線，而要升級(jí)為天線陣列，即多個(gè)天線的組合，通過 N 個(gè)天線在發(fā)射信號(hào)時(shí)進(jìn)行信號(hào)的幅度與相位調(diào)整，使得不同天線發(fā)射的信號(hào)組合起來(lái)時(shí)，在某些角度減弱，某些角度增強(qiáng)，進(jìn)而形成有指向性的波束。
如果沒有學(xué)過通信專業(yè)的同學(xué)可能想看懂上面這段話比較費(fèi)勁，一句話總結(jié)：如果想要波束賦形，那么天線必須升級(jí)為天線組，天線組包含天線越多，發(fā)射的信號(hào)波束能量越集中、賦形效果越好。
目前運(yùn)營(yíng)商在現(xiàn)網(wǎng)主要采用 64 個(gè)獨(dú)立收發(fā)天線的 5G 陣列天線，因此，咱們5G 網(wǎng)絡(luò)中部署的 5G 天線，拆開外面的殼子，都是這樣?jì)饍旱模髨D是拆開后漏出的天線陣列（每個(gè)小方塊就是一個(gè)獨(dú)立天線單元），右面是蓋上殼子之后天線的樣子。
既然天線陣列這么好用，為什么不再往上加天線數(shù)量呢？一是成本問題，二是大小問題。單個(gè)天線單元的尺寸，是和天線要發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)工作的頻率相關(guān)的，頻率越低，天線尺寸要設(shè)計(jì)的越大。
但是目前國(guó)內(nèi)使用的 5G 頻率都是 2.6GHz、3.5GHz 這種中頻，頻率太低了，如果要實(shí)現(xiàn)天線陣列，天線尺寸太大。就算是目前的 5G 天線，也有大幾十公斤沉、一個(gè)大號(hào)行李箱這么大，如果再增加數(shù)量，那么天線重量、面積就太大了，運(yùn)營(yíng)商掛天線的桿子上無(wú)法承受這么重的重量，而且迎風(fēng)面太大也很容易被吹掉造成事故。
而這次小米發(fā)布的隔空充電的充電器，從視頻上看，雖然肯定比一般充電器大很多了，但也就一個(gè)空氣凈化器的尺寸和重量。
但是，小米稱：這款隔空充電器可是集成了144 個(gè)天線構(gòu)成的相位控制陣列。比運(yùn)營(yíng)商的 5G 天線還多。
這是怎么做到的呢？
答案就是毫米波。毫米波指的是工作頻率在 30GHz 以上頻段的無(wú)線電波，對(duì)比目前運(yùn)營(yíng)商 4、5G 網(wǎng)絡(luò)使用的 1-3GHz 頻率，毫米波的頻率在 10 倍以上。
因此，在這么高的頻率上，天線尺寸可以大大縮減，這就是小米可以把 144 天線陣列塞在這么小尺寸的充電器內(nèi)的奧秘。
既然毫米波這么好，為什么運(yùn)營(yíng)商不用？因?yàn)闊o(wú)線電頻率越高、傳播距離越近，因此在實(shí)現(xiàn)整個(gè)國(guó)家無(wú)線信號(hào)連續(xù)覆蓋這樣的場(chǎng)景下，毫米波沒法用，覆蓋范圍太小，基站建設(shè)數(shù)量要數(shù)十倍于目前使用的頻段。
而在家庭覆蓋這樣的小范圍內(nèi)，毫米波就可以發(fā)揮自己的實(shí)力了。
所以說，小米雖然推出了一款跨時(shí)代的充電設(shè)備，但其實(shí)包含的黑科技很多都是通信方面的，可以看出小米這么多年做手機(jī)在這方面的積累。
但是，關(guān)于這款隔空充電器還是要潑點(diǎn)冷水。
一是小米稱其可實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備同時(shí)采用 5W 的功率進(jìn)行充電。而目前手機(jī)標(biāo)配充電器，甭管有線、無(wú)線，都已經(jīng)是 55W、50W 這個(gè)級(jí)別了。5W 對(duì)于手機(jī)充電來(lái)說絕對(duì)是龜速，尤其在一邊使用一邊充電的情況下。
但不是說 5W 就用不了，畢竟 iPhone11 標(biāo)配的充電器還是 5W 的呢。
不過，5W 充電對(duì)于家里絕大多數(shù)小家電肯定是綽綽有余了。
另外，使用了本身輻射就比較強(qiáng)的毫米波、然后又要實(shí)現(xiàn)電磁波能量轉(zhuǎn)化后足夠充電的隔空充電，如何實(shí)現(xiàn)通過國(guó)家輻射標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)很大問題，不過畢竟這還是一款實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品，目前沒有商用，到時(shí)候看吧，肯定有法子。
最后，為什么小米要搶著把實(shí)驗(yàn)性的隔空充電技術(shù)這么著急推出來(lái)？當(dāng)然不僅僅是給你手機(jī)用的，相信小米為了自己布局智慧家庭在下一盤很大的棋。
