自 20 世纪 60 年代开发以来， SMA 连接器已经成为射频和微波行业的主要产品。这些连接器的使用非常广泛，甚至可能是全球应用最广泛的射频和微波连接器系统。工程师可以使用 COMSOL Multiphysics® 软件评估 SMA 连接器的性能。
通过仿真研究 SMA 连接器
SMA 连接器被广泛用于各种应用，包括手机天线和印刷电路板(PCB)测试。为了确保 SMA 连接器在应用中表现良好，工程师应当对它们的设计进行评估。
全波电磁仿真是研究这些连接器的一种方法。由于零件库中包含了三种参数化的 SMA 连接器几何形状(4 孔、2 孔和垂直安装)，使用 COMSOL Multiphysics 的RF 模块进行模拟，简化了建模过程。
左: SMA 连接器照片。通过Wikimedia Commons获得CC BY-SA 3.0许可。右图:四孔垂直安装的 SMA 连接器的模型。该连接器通过 50-Ω 弯曲微带线连接。
使用 RF 模块分析 SMA 连接器
下图中突出显示的示例研究了位于接地共面波导(GCPW)上的 SMA 连接器。共面波导通常被应用在微波电路中，可以在 PCB 上制作，而 PCB 在几乎所有现代电子设备中都有使用。其中，SMA 连接器焊接于 GCPW 线的一端，在另一端以 50Ω 的集总端口终止。
SMA 连接器几何模型。
这个模型有两个主要目标。第一个是研究同轴电缆的信号如何通过 SMA 连接器并激发 GCPW。信号以 1GHz 的 TEM 模式通过同轴电缆传输。这种 TEM 模式的电场在电缆内部的内外导体之间呈径向分布。通过电缆后，信号通过连接器并最终激发 GCPW 的对称模式。根据相位的不同，GCPW 中的对称电场要么从中心导体指向外导体，要么从外导体指向中心导体。
第二个目标是使用集总端口和空气桥模拟 GCPW 的 50-Ω 无源终端。可以使用三种不同的方法来研究这种无源终端:
- 水平结构，集总端口从中心延伸到外部的 GCPW 导体
- 垂直结构，集总端口从中心导体延伸到位于基板上方的空气桥(空气桥连接外部导体，同时保持其与中心导体之间的空气间隙)。
- 多元结构，其中多元均匀集总端口被用来终止
将端口添加到 GCPW 的三种方法。
检查仿真结果
通过电磁学分析，可以得到 GCPW 电路上表面电场的模，如下图所示。需要注意的是，这里的结果已经进行了调整，以强调限制在 GCPW 接地平面内的场。
SMA 连接器的电场模图。所有三种结构都与 50-Ω 参考阻抗近似匹配，并且没有观测到由于反射而产生的驻波。
由于电场模图不能提供本研究所需的所有信息，因此它也有助于评估设计的 S 参数。在这种情况下，结果表明，无源终端方法的 S 参数(S11)约为 -24dB。基于这些结果，我们就可以评估SMA连接器的性能并改进其设计了。
下一步
您可以通过点击下面的按钮进入 COMSOL 案例库，尝试在接地共面波导教程中使用 SMA 连接器。
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