美国封锁，卖掉荣耀，做不了手机的华为凭这项技术也能握住业界“命门”

这两天，一个韩国研究团队宣布他们开发出了一种基于红外线的无线充电技术，传输距离可达到数米远!而在报道中，媒体将其与华为的激光无线充电专利比较，称前者将挑战华为的充电技术。

这也足见华为新技术的标杆性。

还记得当年第一次听到诺基亚Lumia 920可以无线充电的时候，着实被震惊到了，最大的疑问就是不用数据线，那么怎么传输电流呢?

最近这两年，随着无线充电的普及，才发现目前商用的无线充电和和这四个字表达的根本不是同一个东西!

文字游戏

发挥一贯追随苹果脚步的精神，国产厂商在Airpods后纷纷推出了自家的蓝牙耳机。在宣传的时候，还纷纷打出“真·无线耳机”的噱头。

后来才发现，原来业界此前还存在另一种“无线耳机”：

Beats Flex (图源：Apple)

严格来说这玩意儿算不上无线，但是“无线耳机”的叫法都已经出名了，因此为了区分，现在的商家就说自己的是真无线。

可以预见，以后一定会出现“真·无线充电”的叫法。因为现在业界用的无线充电和上面的无线耳机一样，都玩了个文字游戏。

业界目前一般将无线充电分为近场和远场两种：近场无线充电：电力通过线圈之间的感应耦合磁场或金属电极之间的电容耦合电场进行短距离传输，是目前应用最广泛的无线技术，包括手机和电动牙刷等无线充电方式。

小米无线充电器 (图源：小米)

远场无线充电：也称为能量束，能量通过电磁辐射束，如微波或激光束进行传递，可以将能量传输到更远的距离，但必须对准接收器。目前尚无规模应用。

目前流行都是近场无线充电，严格来说，这东西还是有线，只不过不用插手机充电口了。这和我们认知里完全不用线的无线充电还是存在很大差距。

这类所谓的无线充电利用的是电磁感应原理，这是目前最成熟的一种技术，包括发射器和接受器两个部分。

发射器就是你的充电器，接收器都被内置到手机背部了：

Iphone12 无线充电圈(铜色)和Magsafe充电线圈(铜色) (图源：iFixit)

1831年，法拉第首先发现了电磁感应现象。简单来说，就是在磁铁穿过电线线圈时线圈产生了电流，在电磁感应中得到的电流称为感应电流。

这一现象，成为了后世许多设备的基础原理，如发电机、麦克风、变压器等。

当你的充电底座接通交流电时，其中的铜线圈就会产生交变磁场，磁场的变化让手机背部的铜线圈内产生感应电流，这种感应电流再通过内部一些转化和输送，从而完成对手机的充电。

简单来说，就是电先生磁，磁再生电。

这种所谓的无线充电其实也是对技术的妥协，因为仅凭借电磁感应并不能实现像Wifi一样“走到哪儿用到哪儿”的效果，这种技术的无线输电距离是毫米级的。

真·无线充电

人类对“无线”二字或许有特殊的感情，100多年前，电力还没有广泛应用时，就有人在研究无线输电技术。

19世纪末，科学天才尼古拉·特斯拉展示了磁共振无线输电技术。实验中，他利用下面这套装置使与电源并不相连的灯泡成功点亮。

特斯拉无线输电实验 (图源：Peterson G)

在这个实验中，电能的传输依靠的是共振。

共振指的是某物体在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形。这些特定频率称之为共振频率。在共振频率下，很小的周期振动便可产生很大的振动。

共振的作用很大，电波信号传输，微波炉等都用到了共振原理。

回到特斯拉的实验，当左侧通电时，线圈产生磁场，磁场在共振频率的放大作用下，处在较远距离的接收线圈就感受到磁场，在通过磁生电的原理产生感应电流，点亮灯泡。

从描述中我们可以看出，共振方式的好处就是解决了电磁感应技术下设备必须和充电器紧贴的局限，具有一定的远距离传输能力。

2007年，麻省理工的研究人员利用这一技术点亮了2米之外的60W灯泡，可以说是成功复刻了特斯拉的实验。

给未来充电

上面两种技术可以说是小打小闹，最多也就是给家用设备充电，而第三种技术——电磁波输电技术，可以说是解决人类未来能源问题的方案之一。

电磁波是以波动的形式传播的电磁场，除了可见光，其余都是不可见的。微波也是电磁波的一种，又称“超高频电磁波”，其频率处在300 MHz(0.3 GHz)~300 GHz之间。

通常来说，微波一般用作通信频段。不过，已经有实验成功利用微波传输了电能。

2012年，日本三菱重工将10千瓦电力转换成微波后输送，其中的部分电能成功点亮了500米外接收装置上的LED灯。

整个传输系统包括微波源、发射天线、整流天线天线3部分。首先，我们需要利用射频信号将直流电转换为微波信号(微波源)，再通过功率放大器将微波功率多级放大后辐射至空气中(发射天线)，最后，再利用整流天线接受微波能量并整流，转换为电流即可使用。

除了微波输电，类似的技术还有激光输电，NASA、日本航天局等机构都在进行研究。

激光是原子辐射光子所产生的，其方向性强、能量集中，利用激光可以携带大量的能量，因此在传输中可以保持较高的效率。

使用激光传输电能第一步也要进行转换，即将电能转化为激光束，传播后被接收后在专门的光电电池中再转换回电能。

由于日本国土狭小，经济又发达，因此能源问题就相对突出。所以，日本对激光输电技术表现得尤为积极，毕竟这是实现太空太阳能电站的两大难题之一。

俄罗斯，美国都进行过相关实验，前者还实现了1.5公里激光输电测试。当然，除了国家队，还有企业参与该技术的研发。

就在今年9月，华为提交了一项新的专利，表示可以通过激光实现真正的无线充电。虽然都是通过激光实现，但是其难度和工艺肯定比用于太空能源传输的激光输电要简单。

激光无线充电场景 (图源：华为)

在概念视频中，我们可以看到在天花板上有一个白色装置。根据图示，可以推测这就是用于发出激光的设备。

奇怪的是，这个设备并没有发出任何光，这可能是由于该技术目前尚不具备实用条件。华为自己也表示，该技术面世可能还需要2至3代设备的更新时间。

视频并没有透露任何实质性信息，外界目前对华为的这一技术还缺乏了解。可以预见，未来华为如果实现了商用激光无线充电，那么可以说是握住了手机行业的充电“命门”。

不过，根据此前微软提出的相关方案，我们可以猜测，在接收设备上应该安装有光伏面板。

在上面提到的所有技术路径中，都必须解决能量损耗问题。

电磁感应由于距离很近，其效率相对较高，但是和有线充电的差距还是很大。

电磁共振的效率很大程度上取决于线圈的大小，在上面提到的麻省理工的实验中，他们的线圈直径达到了50cm，实用性并不明显。

而电磁波充电的效率更低，这是由于电磁波是以向外辐射的方式传播(参考水纹)，方向十分分散。

因此，在上面进行的微波输电实验中，必须要有整流器来收聚微波。

回到本文开头提到的韩国团队，他们表示能量在传递过程中几乎没有损失，还能选择不同的波段同时对多个电子设备进行充电。

不过，目前由于没有详细的论文和数据，其具体实现路径还不得而知。

按照手机行业迭代更新的速度，真·无线充电离我们真的不远了。