6.1.3 微带分支定向耦合器原理图优化
下面采用优化改变微带线的取值，调整微带分支定向耦合器原理图，以期达到合格的曲线。在优化之前，首先设置变量，再添加优化控件和目标控件，然后就可以仿真了。
在工作空间q601中，将原理图e1另存为e2，微带分支定向耦合器的优化在原理图e2中进行。
1.设置变量VAR控件
（1）修改图6.4中微带线的取值方式，将微带线TL3、TL4、TL7和TL8的长度L设置为变量。具体设置如下。
①微带线段TL3的长度设置为L=L1mm
②微带线段TL4的长度设置为L=L1mm
③微带线段TL7的长度设置为L=L2mm
④微带线段TL8的长度设置为L=L2mm
（2）在原理图的工具栏中，选择变量VAR按钮，插入原理图的画图区。
（3）在画图区中双击变量控件VAR，弹出Variables and Equations设置对话框。在Variables and Equations对话框中，首先对变量L1进行如下设置:
①在Name栏填入L1
②在Variable Value栏填入17.034
③单击Tune/Opt/stat/DOE Setup按钮，打开Setup窗口。选择优化Optimization按钮，然后在Optimization Status栏选择Enabled，在Type栏选择Continuous，在Format栏选择min/max，在Minimum Value栏填入15，在Maximum Value栏填入19，单击OK结束设置。Variables and Equations窗口和Setup窗口如图6.6所示。
（a）变量设置对话框
（b）变量优化取值范围
图6.6 变量L1的设置
（4）用同样的方法设置变量L2,设置如下。
①在Name栏填入L2
②在Variable Value栏填入17.458
③在Minimum value栏填入15.5，在Maximum Value栏填入19.5
（5）添加变量后，原理图如图6.7所示。
图6.7 添加了变量的原理图
2.设置优化控件
（1）在原理图的元件面板列表上，选择优化Optim/Stat/DOE元件面板。在优化元件面板上，选择优化控件Optim插入原理图的画图区；选择目标控件Goal插入原理图的国图区，插入4个目标控斜Goal 。
（2）双击画图区中的优化控件Optim，打开优化控件Nominal Optimization窗口，设置优化控件的内容如下。
①选择随机Random优化方式
②优化次数选择50次
③其余的选项保持默认状态
（3）设置4个目标控件Goal，这4个目标控件分别用来控制S（1,1）、S（2,1）、S（3,1）和S（4,1）。其中，S（1,1）表明端口1的匹配状况，S（2,1）表明直通端口的输出状况，S（3,1）表明耦合度，S（4,1）表明隔离度。
（4）双击目标控件1，弹出Optim Goal Input对话框，设置目标控件Goa11如下。
①设置Expr为dB（S（1,1））。目标控件的期望值为用dB表示的S11
②设置dB（S（1,1））的最大值为-20。期望值S11的最大值为-20dB
③设置变量为频率freq
④设置频率扫描范围为2.3GHz～2.5GHz
在Optim Goal Input对话框中，Goal Information项的设置如图6.8（a）所示，Display项的设置如图6.8（b）所示。
（a）Goal Information项的设置
（b）Display项的设置
图6.8 设置目标控件的对话框Optim Goal Input
（5）目标控件2的设置如下:
①选择Expr为dB（S（2,1））。选择目标控件的期望值为用dB表示的S21
②设置dB（S（2,1））的最小值为-3.3。期望值S21的最小值为-3.3dB
③选择变量为频率freq
④设置频率扫描范围为2.3～2.5GHz
①选择Expr为dB（S（3,1））。
②设置dB（S（3,1））的最小值为-3.3。
③选择变量为频率freq
④设置频率扫描范围为2.3～2.5GHz
（7）目标控件4的设置如下：
①选择Expr为dB（S（4,1））。
②设置dB（S（4,1））的最大值为-20。
③选择变量为频率freq
④设置频率扫描范围为2.3～2.5GHz
（8）原理图中设置完成的优化控件Optim和目标控件Goal如图6.9所示。
图6.9 设置完成的优化控件和目标控件
3.原理图优化与数据显示
（1）现在可以对原理图优化了。在原理图的工具栏中，单击优化图标进行优化。优化过程中弹出Optimization Cockpit窗口，记录了优化的执行情况，如图6.10所示。优化结束后，单击Update Design按钮。
图6.10 Optimization Cockpit窗口
（2）优化结束后，执行菜单命令Simulate→Update Optimization Values，将优化后的变量值L1和L2保存在原理图中。优化后的微带线如下：
① L1=15.5701。优化后，微带线TL3和TL4的长度都选择15.5701mm
② L2=17.7019。优化后，微带线TL7和TL8的长度都选择17.7019mm
（3）优化结束后，数据显示视窗自动弹出。在数据显示视窗，用矩形图表示S11、S21、S31和S41曲线，矩形图横轴为频率，纵轴是用分贝（dB）表示的。单击数据显示视窗工具栏中的标记按钮。，在S11、S21、S31和S41曲线的2.3GHz和2.5GHz处插入标记marker 插入标记的S11、S21、S31和S41曲线如图6.11所示。
图6.11 微带分支定向耦合器原理图优化数据
（4）S11表示1端口的反射系数。由图6.11可以看出，S11在2.3～2.5GHz的工作频率范围内，S11满足技术指标。
（5）S21表明直通端口的输出状况。由图6.11可以看出，S21在2.3～2.5GHz的工作频率范围内，S21满足技术指标。
（6）S31表明耦合端口的输出状况。由图6.11可以看出，S31在2.3～2.5GHz的工作频率范围内，S31满足技术指标。
（7）S41表明隔离端口的输出状况。由图6.11可以看出，S41在2.3～2.5GHz的工作频率范围内，S41满足技术指标。