小米董事长兼CEO雷军透露,不久后,小米自研隔空充电技术还可为智能手表、手环等穿戴设备隔空充电。未来客厅,音箱、台灯等小型智能家居产品,都可以实现无线供电。

与小米发布隔空充电时间不久,摩托罗拉官方也发布了关于motorola隔空充电技术的视频,视频中将两台motorola edge手机放在距离充电器1米与80厘米处,手机便可自动充电。除此之外,联想中国区手机业务部总经理表示,motorola隔空充电技术可为多台手机同时充电,更高自由度、安全性性更高,是真正意义上的无线充电。

在手机品牌发布的“隔空充电”技术广告宣传片中,只要你拿着手机进入自家客厅,手机就和一台炫酷的隔空充电桩感应,自动开始充电。有的科幻粉丝还翻出了刘慈欣的《三体》中的相关情节,惊呼2021年第一个月还没过完,科幻已经在变成可以使用的科技了。

隔空充电,这个技术看起来非常酷炫,实际上如果拆解一下,它不过是由几个已有的技术——无线充电、波束成型和UWB定位组合起来的效果。

首先来看无线充电。它的原理,是制造一个小小的电磁场,通过电磁感应来传输能量,我们日常使用的电磁炉就是这个原理。

那么隔空充电呢,因为距离远了,就不能制造一个磁场把充电设备和手机同时“圈”进去,只能改用电磁波来传输能量。说白了就是通过天线将电磁波发送给手机,相当于我们日常使用的WiFi和移动通信的“能量加强版”。

使用电磁波发射能量,发射源和接收方距离可以远一点,不过强度也会随着传播距离和范围的增加快速衰减,但这一款隔空充电器的应用场景仅仅是室内,距离顶多几米之内,能量的衰减并不严重。

虽然单纯的能量输送没有什么难度,但是电磁波散发出来之后,可不会在空气中规规矩矩朝着手机的方向前进,而是会像郊游时老师没有看好的幼儿园小朋友,到处乱跑,放飞自我。那怎么办呢?这就需要一位严厉的“老师”,管住这帮熊孩子,让他们乖乖地按照既定游览路线走,最终抵达终点——我们的手机。这位老师呢,就是大规模阵列天线,用来管束熊孩子电磁波的手段,叫波束成形。

波束成形技术,之前主要被用于通信:通过多个天线发出信号,就可以利用它们波阵面的差异做到改变波束的方向。接下来,就是整个“隔空充电”中最关键的一步了,让携带电能的电磁波找到“终点”,也就是要充电的手机。在通信领域,找到用户终端的方法,就是用电磁波把所有方向扫描一遍,在某个方向收到终端应答,就算找到了终端位置。

但是,给电子设备充电却不能这么做,毕竟电磁波的能量比较高,不能在随便乱扫描中浪费,所以必须先用UWB技术找到手机的位置,再用波束成型技术发射能量电磁波。

UWB定位技术:

通过多个信号发射源,定位终端位置

什么是UWB定位技术呢?在通讯定位领域,就是通过计算信号从发射到接收的时间,得出终端和信号发射源的直线距离,再通过获取多个发射源和终端之间的直线距离,来计算终端的具体位置。

UWB虽然定位范围较小,但是由于使用了高频脉冲信号,所以精度很高,可以精确到厘米级。这个特点,让UWB技术在物联网自动化生产线、车载雷达、化工厂危险源检测、机器人运动跟踪等领域大显身手,近年来也被集成到智能手机中。隔空充电桩,就是利用内置的几个UWB信号天线,发射脉冲信号,“呼唤”手机中的UWB芯片——“听到了请回答”!在得到手机的回应后,充电桩就指挥信号发射电线,向手机所在位置“密集发射”高能量电磁信号,从而开始充电。

(综合人民日报客户端、果壳网、中国新闻网)

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