5.4.3 微带短截线低通滤波器原理图的优化
下面采用优化改变微带线的取值，调整微带短截线低通滤波器的原理图，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q508中，将原理图e1另存为e2，微带短截线低通滤波器的优化在原理图e2中进行。
1.设置变量VAR控件
（1）修改图5.67中电路元件的取值方式，将微带线和T形结的尺寸设置为变量。
①微带线TL2和TL3设置为宽度W=w1mm，长度L=l1mm
②微带线TL5和TL7设置为宽度W=w2mm，长度L=l2mm
③微带线TL6设置为宽度W=w3mm，长度L=l3mm
④ T形结Tee1设置为W1=5.794mm,W2=w1mm和W3=w2mm
⑤ T形结Tee2设置为W1=w1mm, W2=w1mm和W3=w3mm
⑥ T形结Tee3设置为W1=w1mm,W2=5.794mm和W3=w2mm
完成变量设置的原理图如图5.69所示。
图5.69 设置原理图中的变量
（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VAR，弹出Variables and Equations设置对话框，在对话框中对变量w1、w2、w3、l1、l2和l3进行设置。对变量w1设置如下。
①在Name栏填入w1
②在Variable Value栏填入0.25。因为理论值w1=0.0796mm不易实现，所以将w1的初值设置为0.25
③单击Tune/Opt/Stat/DOE Setup按钮，打开Setup窗口。在Setup窗口中，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0.2，在Maximum Value栏填入0.6，单击OK结束设置。
（4）用同样的方法设置变量w2、w3、l1、l2和l3，Variables and Equations窗口和Setup窗口如图5.70所示
(a）变量设置对话框（b）变量优化取值范围
图5.70 变量的设置
图5.71 变量VAR
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插入原理图的画图区，共插入2个目标控件Goal
（2）双击画图区中的优化控件Optim，打开Nominal Optimization窗口，在Nominal Optimization窗口中设置优化控件。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100次
③其余的选项保持默认状态
（3）双击目标控件1，弹出Optim Goal Input对话框，设置目标控件Goal1如下。
①选择Expr为dB（S（2,1））。目标控件的期望值为用dB表示的S21
②选择dB（S（2,1））的最小值为-3。期望值S21的最小值为-3dB
③选择变量为频率freq
④选择频率扫描范围为0GHz～4GHz
（4）用同样的方法设置目标控件2
①选择Expr为dB（S（2，1））。目标控件的期望值为用dB表示的S21
②选择dB（S（2，1））的最大值为-20。期望值S21的最大值为-20dB
③选择变量为频率freq
④选择频率扫描范围为6.5GHz～6.6GHz
（5）原理图中设置完成的优化控件Optim和目标控件Goal如图5.72所示。
图5.72 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）在原理图的工具栏中，单击优化图标进行优化。优化过程中弹出了Optimization Cockpit窗口，记录了优化的执行情况，如图5.73所示。优化结束后，单击Update Design按钮。
图5.73 Optimization Cockpit窗口
（2）优化后的变量值w1、w2、w3、l1、l2和l3已经保存在原理图中。优化后的微带线如下。
① w1=0.254414
② w2=3.86698
③ w3=4.27318
④ l1=6.32399
⑤ l2=6.10187
⑥ l3=7.38179
（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S21曲线，矩形图横轴为频率范围，纵轴是用分贝（dB）表示的S21。曲线上插入3个Marker，插入标记的S21曲线如图5.74所示。
图5.74
由图5.74可以看出，S21曲线3个Marker处的值如下
①在2.5GHz处，S21=-2.772dB。2.5GHz处为S21曲线的波谷点
②在4GHz处, S2l=-0.138
③在6.5GHz处, S2l=-34.820dB.
以上数据满足技术指标。