芯耀
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今天相信很多同學的朋友圈都被小米的一個新技術(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)。
雖然無線充電目前已經(jīng)成為了手機、耳機等消費電子產(chǎn)品的標配，但小米此次發(fā)布的隔空充電技術(shù)還是令人大呼 NB，畢竟以往的無線充電技術(shù)需要手機與充電設(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)可以實現(xiàn)全屋范圍內(nèi)、所有電子產(chǎn)品同時以 5W 功率進行純無線充電。
也即是說，小米的無線充電，更類似于一個充電功能的無線路由器，家中的手機、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可像接入 WiFi 一樣，以無線的方式接入這個“無線路由器”并進行充電。
不過，隔空充電器，從視頻上來看，非常之龐大，大概與一個空氣凈化器尺寸相當，更像是一個家用充電樁。不過考慮到隔空充電器內(nèi)置復雜天線組與功率設(shè)備，這個尺寸還可以接受。
建議大家可以去看看小米公眾號發(fā)布的原版視頻，感受一下。
對我來說，看到這個技術(shù)真的很興奮，可以說完全能解決我目前面對的痛點。一是因為我家物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備太多了，每個都要接根線，導致到處都是插座、插線板。二是我經(jīng)常丟手機充電線，有的時候家里的充電線拿出去用，丟了導致回家無法充電。
更重要的是，這項技術(shù)真正使得家中所有設(shè)備都可以永遠無線連接，隨處使用，這才是智慧家庭真正應(yīng)該有的樣子。
隔空充電是怎么實現(xiàn)的呢？
咱們平時手機接受到的 4G、5G 信號，以及家里的 WiFi 信號，其實都是電磁波，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，用來通信的電磁波由于需要符合嚴格的國家標準，能量極其微弱，是不可能用來充電的。
而隔空充電的原理其實與無線通信類似，簡單來說，隔空充電系統(tǒng)由一個無線發(fā)射裝置和一個無線接收裝置完成無線電力傳輸，發(fā)射裝置發(fā)射電磁波信號后，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，供負載使用。
但是，為了避免在使用隔空充電時電磁波的輻射能量太強損害身體，必然需要犧牲功率減少覆蓋范圍。
為了解決這個問題，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技術(shù)，可以使得天線發(fā)射的信號，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，直接找到手機的位置，把無線電信號精準的發(fā)射給它，這樣就避免了無謂的能量損耗，提升功率，并使得給不同用戶發(fā)送的無線電信號之間減少重疊，提升質(zhì)量。
但是要實現(xiàn)波束賦形，基站的天線就不能使用單個天線，而要升級為天線陣列，即多個天線的組合，通過 N 個天線在發(fā)射信號時進行信號的幅度與相位調(diào)整，使得不同天線發(fā)射的信號組合起來時，在某些角度減弱，某些角度增強，進而形成有指向性的波束。
如果沒有學過通信專業(yè)的同學可能想看懂上面這段話比較費勁，一句話總結(jié)：如果想要波束賦形，那么天線必須升級為天線組，天線組包含天線越多，發(fā)射的信號波束能量越集中、賦形效果越好。
目前運營商在現(xiàn)網(wǎng)主要采用 64 個獨立收發(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，都是這樣嬸兒的，左圖是拆開后漏出的天線陣列（每個小方塊就是一個獨立天線單元），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。單個天線單元的尺寸，是和天線要發(fā)送的無線電信號工作的頻率相關(guān)的，頻率越低，天線尺寸要設(shè)計的越大。
但是目前國內(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、一個大號行李箱這么大，如果再增加數(shù)量，那么天線重量、面積就太大了，運營商掛天線的桿子上無法承受這么重的重量，而且迎風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 個天線構(gòu)成的相位控制陣列。比運營商的 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 以上頻段的無線電波，對比目前運營商 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，為什么運營商不用？因為無線電頻率越高、傳播距離越近，因此在實現(xiàn)整個國家無線信號連續(xù)覆蓋這樣的場景下，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)揮自己的實力了。
所以說，小米雖然推出了一款跨時代的充電設(shè)備，但其實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在這方面的積累。
但是，關(guān)于這款隔空充電器還是要潑點冷水。
一是小米稱其可實現(xiàn)多個設(shè)備同時采用 5W 的功率進行充電。而目前手機標配充電器，甭管有線、無線，都已經(jīng)是 55W、50W 這個級別了。5W 對于手機充電來說絕對是龜速，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 標配的充電器還是 5W 的呢。
不過，5W 充電對于家里絕大多數(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的毫米波、然后又要實現(xiàn)電磁波能量轉(zhuǎn)化后足夠充電的隔空充電，如何實現(xiàn)通過國家輻射標準，是一個很大問題，不過畢竟這還是一款實驗性產(chǎn)品，目前沒有商用，到時候看吧，肯定有法子。
最后，為什么小米要搶著把實驗性的隔空充電技術(shù)這么著急推出來？當然不僅僅是給你手機用的，相信小米為了自己布局智慧家庭在下一盤很大的棋。
