一文看懂小米“隔空充电”技术

无线充电都“OUT”了？

60W、80W、120W、200W… 在手机充电领域，速度一直是各家厂商的共同追求！

可是，光有速度已经满足不了广大人民群众的“精神需求”了。比如，躺着玩手机、蹲坑时玩手机呢？除了速度，方便也很重要！

真正便利的东西来了！今天一早，小米官宣了“隔空充电”技术。不需要放在充电座上，一进屋就能给手机“自动”且“无线”充上电。

真·无线充来了

今天极果君就来带着各位看看这最新“黑科技”到底是怎么回事，还有，安全吗……？

屋里放一台，全屋都能充

小米隔空充电的技术核心在于空间定位和隔空能量传输。

隔空充电桩拥有5根相位干涉天线，可以对手机进行毫秒级空间定位，精准探测手机位置，走路时也无惧断连！

隔空充电桩还内置了144个天线构成的相位控制阵列，通过波束成形将毫米波定向发射给目标手机。

这项技术往大了说，甚至可以参考055驱逐舰的四面相控阵雷达——除了接收端不同，隔空充电的接收端不在其（发射端）本身，而是在手机端。

为此，小米自研了小型化的天线阵列，将信标天线和接收天线阵列塞进了内部空间寸土寸金的小米手机内部。

信标天线负责广播位置信息，14根天线组成接收天线阵列，将充电桩发射的毫米波信号转化为电能，从而实现了5瓦的远距离（数米内）隔空充电，科技感满满。

此外，小米还做到了多设备同时充电（每台设备都有5瓦），就算有异物遮挡也不会降低充电效率，环境适应性极强。

就在小米公布隔空充电技术的同一天，联想旗下的Motorola也放出了隔空充电的解决方案。

Moto的方案同样支持远距离无线充电，也支持多设备同时充电。但Moto方案目前最远只展示了1m距离的传输范围，存在手掌等阻挡物时还会断开充电，显然距离小米的“空气充”还有一定距离。

除了前面两家拿出了具体方案外，极果君还在专利局官网翻到了华为曾经公布的一项隔空充电专利：“一种具有保护功能的远距离激光自动充电系统”。

尽管专利描述极其敷衍，但还是看得出方案原理与小米和Moto都有较大差别的，可惜至今没有成品出现在大众面前。

三大技术实现“空气充”

无线供电虽然是近年来才被广泛应用，但其实早在1893年的芝加哥世博会上，尼古拉·特斯拉就可以在不用导线的情况下，点亮一颗灯泡。

100多年过去了，现在有了更多无线传输电能的方法，从主流来看，大致有三种。第一种就是磁感应式，这种方式广泛应用于各种无线充电设备（如手机、电动牙刷等）。

它的原理类似于分离式变压器，先将电能转化为磁能，再转换回电能，完成电力传输。在应用于小功率设备时具有较高的安全性，且充电效率高。

第二种则是微波辐射式。这种方式的原理是将电能通过天线转换成电磁波，然后进行远距离发射。这种方式具有传输距离远、功率大的特点，在2008年的一次实验中，使用2.4 GHz的微波成功给远在148公里外的接收设备完成了大功率供电。但这项技术的问题是传输效率非常低，辐射大，对人体的影响大。

不过 Ossia 公司的 Cota 技术要更为先进一点，他们虽然利用了该技术，但他们可以通过 Wi-Fi 确定屋内电子设备的位置，利用无线射频天线为电子设备精准的充电，也符合安全标准，不过发射功率仅为1W。

第三种方式则是非辐射共振磁耦合式。这是这三项技术中最新的一项。是麻省理工学院在2007年发明的一种新方法，其原理是利用两个及以上的振动系统，当他们具有相同频率、且耦合度达到最强时，即可实现无线电力传输。

并且，通过研究发现，这种方式的传播距离可达数米，且传输效率高、方向性不严格。最重要的是安全性高，辐射量在安全范围内。

不过最开始，这种技术很难给屋子里的各种小型设备安全、高效地充电。但经过两次改良，已经有了较大进步。第一次是由迪士尼研究院（没错，就是那个妙妙屋的迪士尼）进行了改良，他们利用“准静态腔体共振”（QSCR）技术，可以为屋里的各种小型电子设备供电。

但这项技术其实也很麻烦，需要在屋内放置一根巨大的“导体棒”，同时对墙体也有要求。总之，要在屋内形成磁场才行。

第二次则是由东京大学进行了改良，在迪士尼研究院的基础上发明了“多态准静态墙体共振”（Multimode QSCR）技术。这套设备可以提供数十瓦的电力，足够一些小型设备使用，并且在屋内几乎无死角。

这项技术虽然免去了在屋内设置巨大的金属棒，但还是需要金属墙壁以及在墙壁中放置电容，才能让共振送电设备低损耗的完成工作。

不过，问题仍然还是很多的，比如受电装置都需要一个大大的线圈才行……因此这项技术还有很多难点等待去攻克。

从小米发布的视频来看，它利用的技术类似于第二种——微波辐射式，但不同的是，它发射的是毫米波。因此，它也可能使用了更加先进的新技术。不过无论是哪种，如果可以像视频中那样运作，都是新突破。但安全性上如何呢？

“空气充”危害大？

「隔空充电」虽然方便，但更多人担心的还是使用安全问题——它会对人体有害吗？

毕竟，“手机到底能不能放在床头充电？” 这件事，都还是争论不断……。

而「隔空充电」就意味着整个屋子都充满了“辐射”？尤其是冬天身上有静电时，这还不被“电死”？

但 OPPO VOOC 闪充首席科学家张加亮此前就说过，“隔空充电甚至远距离无线充电在技术上已经没有障碍，在产品化时，它有法律法规的要求，有设备安全人身安全的要求。”。

不过，由于这还是一项新技术，目前也还有没相应的规定与标准。极果君仔细看了小米这项「隔空充电」技术，它并没有公布隔空充电桩的发射功率、频率大小，也就不能直接判断“有没有害”。值得一提的是，工信部于2019年11月发布了《微功率短距离无线电发射设备相关公告》，提出了所有微功率无线电设备发射要求，包括设备的应用场景，以及发射频率、距离、功率等等。

其中，使用频率最高的设备，达到了702.0-798.0MHz，相应的发射功率是≤50mW。而小米「隔空充电」使用的是毫米波信号传输（通常认为毫米波频率范围为26.5~300GHz）， 对比一下，看来小米隔空充电桩的发射功率不会低。

当然，小米隔空充电器要上市，一定得符合国家相应标准才行！不得不提的是，使用心脏起搏器等医疗设备的用户，还是需要格外注意。

隔空充电，不仅仅是方便

极果君记得，OPPO去年4月1号就发布了相同的「隔空充电」技术，不过只是个愚人节玩笑。

但这回小米是动了真格。官方称，其「隔空充电」技术还可为智能手表、手环等穿戴设备隔空充电；甚至音箱、台灯等小型智能家居产品，都可以实现无线供电，彻底摆脱电线束缚，真正实现客厅无线化。目前还只是停留在“概念阶段”，要摸到实际产品估计得等上几年……。但极果君已经开始期待了！

“隔空充电”这种高科技，还能做些什么？部分人在体内植入的医疗设备需要更换电池，有了隔空充电，他们就不用了取出设备就可以充电。在道路下方铺设充电设备，让电动汽车“一直有电”的研究，各国也在持续。这项新技术，为我们能带来的远不止“方便”这么简单。
责任编辑:tzh