专家文章：5G将圆无线供电梦？

参考消息网在九月二十二日发布报道kaiyun全站app登录入口，英国“对话”网站刊载了一篇题为《尼古拉·台斯拉：5G网络能够实现一个世纪以前便已破灭的无线供电梦想》的文章，执笔人是英国考文垂大学研究院副院长埃莱娜·高拉，内容节选如下：

尼古拉·台斯拉作为电气工程师的杰出人物，在其事业发展的顶点，心中萦绕着一个特别的观念。他阐述了一种学说，主张电力无需借助导线，便能在空间中长距离传送。这种传输方式，可以借助众多设定得当的杆状结构来完成，又或者，依靠一队队飘浮在空中的球体来达成。

事情未能按预期发展，台斯拉推广全球无线供能的志向始终未能达成，该理论本身并未失效，只是实际应用中需要消耗巨大电能，多数电能会毫无保留地被消耗掉。

近期，一项学术探讨指出，5G网络专家或许无意间形成了特斯拉在世纪之交未能实现的构想：即构建一种“无线电力网络”，用以给车辆、家庭、写字楼及工场的微型设备提供能源或充电服务。

5G技术依靠众多基站和高效天线，所以，对现有设施稍作调整kaiyun全站网页版登录，便能为微型设备提供动力。不过，这种方式依然会受到特斯拉塔一个核心问题的制约——能耗过高。考虑到环境问题日益严峻，这种做法实在难以让人满意。

很久以前，人们了解到，通过集中的电波束，能够实现远距离的能量传输，这种方式不依赖导线来输送能量。现在，这项技术已经被应用于5G网络，它是依靠分布式的接收器发出电波，让手机能够接入网络的最新技术。

5G技术的宗旨是令网速比4G快上千万倍，每平方公里可容纳百万用户接入，从此以后，在音乐节或者体育赛事上搜寻信号的情况将不复存在。

为了配合这些革新，5G技术借助了巧妙的工艺手段，这种手段由三个方面构成：部署密度更高的站点阵列，运用了特殊设计的发射装置，以及采用超高频频段进行信息传递。

最后提及的毫米波用牺牲传输距离的方法来换取更高的频宽。多数无线路由设备工作在2GHz的频带。倘若你的路由设备选用5GHz的频带，便会发觉网络视频播放更为顺畅——不过前提是要靠近路由设备才行。

提升频率（比如达到30GHz以上的毫米波），能够得到更宽的频带，不过必须靠近基站才能连接网络。这就是为什么5G基站部署得比4G基站更为密集。

先前谈到的工程方案中，有一个要点是极大扩充天线配置——其规模介于128件到1024件之间，相比之下4G系统的天线配置要少很多（个别情形下仅配置两件）。这种多天线方案让基站得以针对特定对象生成数百条铅笔式样的信号波束，从而为行进中的移动设备确保稳定且高效的通信服务。

这些恰恰也是创建无线电网所需要的。

这些实验借助了创新天线完成无线供电。实验室环境下，科研人员能够以超过两米的距离，借助电波传输5G能量，不过他们推测，后续设备有望达到180米传输距离，并且能够传送6微瓦功率，即百万分之一的瓦特。

常规的物联网装置在深度休眠状态下大约耗用5微瓦开元棋官方正版下载，不过，在其它运行状态下，能耗会显著增加。尽管通过优化算法和提升电子元件的效能，物联网装置的能耗有望持续降低，但即便只有6微瓦，也属于极低的能量消耗水平。

这表明，至少现阶段，5G无线能量传输较难在日常中使用为手机补充电量。不过，它能够为传感器、警报器这类物联网装置提供电力支持，这类设备在将来会变得更为常见。

工厂或许会配置数百个智能感知设备来观察库房情形、预判机械问题或掌握制造环节中的物料活动。倘若能直接利用定向能量给这些智能感知设备供电，必将促使人们去探索更优的生产途径。

不过在此之前，仍需面对若干难题。要实现无线传输电力，5G基站会消耗约31千瓦电力，这个数值相当于十个电水壶持续沸腾时的总耗电量。

科学家们已经普遍否认了关于5G技术或许会引发癌症的顾虑，不过基站散发的巨大能量或许存在风险。大致估算表明，按照美国联邦通信委员会确立的安全标准，个人应当与基站维持至少16米的间隔距离。

即便如此，这项技术依然在初步发展阶段。未来或许会有途径，比如使用能够发出更细、更精准波束的新型天线，从而显著减少基站所需并消耗的电量。

这个系统让人联想到罗尔德·达尔的《查理和巧克力工厂》，其中用电波将糖果传进电视，但需要用一块巨大的巧克力，才能在另一端产生一块小得多的巧克力。

现阶段，5G无线供电尚属构想，因为其能耗远超对终端设备的供能水平。倘若技术人员能研发出更优化的通过电磁波在空中传输能量的技术方案，那么特斯拉先生的无线供能愿景或许终将达成——这距离他前次尝试失败已过去上百年时光。