摘要:本節主要介紹主調模塊,以及GUI模塊的編寫。
主調模塊
終于到了主調模塊了,之前的章節主要介紹了參數計算,波導查值,以及HFSS封裝和調用等,所有準備工作已就緒,只差一個“主體”將這些模塊調用起來,實現這個功能的便是主調模塊main.py。
這一步的編寫相對比較簡單,按我個人習慣,還是采用了面向對象的編程思路,寫一個叫Horn的對象,首先通過對象的初始化功能將輸入參數導入進來,然后調用“波導查值”模塊確定波導尺寸、“參數計算”模塊計算喇叭尺寸,再調用“HFSS調用模塊”,通過規定一系列建模動作(如第三節所述),完成HFSS建模和運算。
示意代碼如下,如果對于建模的動作有不太明白了,請看上一篇文章的講解。
import paraCalc
import wg
import sim
class Horn:
def __init__(self, freq, HPE, HPH, wg_name=None):
self.freq = freq
self.HPE = HPE
self.HPH = HPH
self.wg_name = wg_name
self.wg_a, self.wg_b, self.horn_a, self.horn_b, self.horn_l = None, None, None, None, None
def wg_size(self):
if self.wg_name is None:
self.wg_a, self.wg_b = wg.check_by_freq(self.freq)
else:
self.wg_a, self.wg_b = wg.check_by_name(self.wg_name)
return self.wg_a, self.wg_b
def para(self):
self.wg_size()
if (self.wg_a or self.wg_b) is None:
print(‘Input error!’)
else:
self.horn_a, self.horn_b, self.horn_l = paraCalc.calc(self.freq, self.HPE, self.HPH, self.wg_a, self.wg_b)
def realize_in_hfss(self):
h = sim.HFSS()
# 設置變量
h.set_variable(‘wg_a’, self.wg_a)
h.set_variable(‘wg_b’, self.wg_b)
h.set_variable(‘wg_l’, self.wg_a*1.5)
h.set_variable(‘horn_a’, self.horn_a)
h.set_variable(‘horn_b’, self.horn_b)
h.set_variable(‘horn_l’, self.horn_l)
h.set_variable(‘wg_t’, 0.5)
h.set_variable(‘ab’, 75/self.freq)
# 波導內腔
h.create_centered_rectangle(‘wg_a’, ‘wg_b’, 0, ‘wg_in’)
h.create_centered_rectangle(‘wg_a’, ‘wg_b’, ‘wg_l’, ‘wg_in_’)
h.connect(‘wg_in’, ‘wg_in_’)
# 喇叭內腔
h.create_centered_rectangle(‘wg_a’, ‘wg_b’, ‘wg_l’, ‘horn_in’)
h.create_centered_rectangle(‘horn_a’, ‘horn_b’, ‘wg_l+horn_l’, ‘horn_in_’)
h.connect(‘horn_in’, ‘horn_in_’)
# 波導外形
h.create_centered_rectangle(‘(wg_a+wg_t*2)’, ‘(wg_b+wg_t*2)’, ‘-wg_t’, ‘wg’)
h.create_centered_rectangle(‘(wg_a+wg_t*2)’, ‘(wg_b+wg_t*2)’, ‘wg_l’, ‘wg_’)
h.connect(‘wg’, ‘wg_’)
# 喇叭外形
h.create_centered_rectangle(‘(wg_a+wg_t*2)’, ‘(wg_b+wg_t*2)’, ‘wg_l’, ‘horn’)
h.create_centered_rectangle(‘(horn_a+wg_t*2)’, ‘(horn_b+wg_t*2)’, ‘horn_l+wg_l’, ‘horn_’)
h.connect(‘horn’, ‘horn_’)
# 布爾運算生成喇叭,然后設為PEC
h.unite(‘horn’, ‘wg’)
h.unite(‘horn_in’, ‘wg_in’)
h.set_material(‘horn’)
# 生成區域并賦予輻射邊界
h.create_region(‘ab’)
h.assign_radiation_region()
h.insert_radiation_setup()
# 設置端口
h.create_centered_rectangle(‘wg_a’, ‘wg_b’, 0, ‘port’)
h.assign_port(‘port’)
h.insert_analysis_setup(self.freq)
# 創建報告
h.create_reports()
# 保存工程并運行
h.save_prj()
h.run()
if __name__ == ‘__main__’:
f, E, H = 10, 30, 20
a_horn = Horn(f, E, H)
a_horn.realize_in_hfss()
以上代碼可能沒有太多需要解釋的,可以看到的是,定義好HFSS接口后,調用過程就很輕松愉快了。
圖形交互界面模塊
開篇提到過,Python實現圖形界面的方法有很多,除了Tkinter屬于自帶包外,其他著名的包如PyQt、wxPython等都需要額外安裝,考慮到我們的小程序功能單一,界面也不需要太花哨,采用Python自帶的Tkinter是一種較為經濟快捷的選擇。
由于第一次寫界面,代碼質量可能有點差,實現效果也不怎么樣,好在我們要做的東西功能簡單,不會影響使用。(自我安慰。。。)
不廢話,直接上代碼。
from tkinter import Tk, Label, StringVar, Entry, Button, Frame, TOP
import main
root = Tk()
root.title(‘最佳喇叭計算 by kuangzl’)
root.geometry(‘420x280’)
root.resizable(width=False, height=False)
tip = Label(root, text=‘由波束寬度計算喇叭尺寸,
使得該尺寸下增益最大化’, height=3,
font=(‘Microsoft YaHei UI’, 12, ‘italic’))
tip.pack(side=TOP)
frm = Frame(root)
frm.pack()
Label(frm, text=‘中頻(GHz):’).grid(row=0, column=0)
Label(frm, text=‘E面(deg):’).grid(row=1, column=0)
Label(frm, text=‘H面(deg):’).grid(row=2, column=0)
Label(frm, text=‘波導寬(mm):’).grid(row=0, column=2)
Label(frm, text=‘波導窄(mm):’).grid(row=1, column=2)
Label(frm, text=‘喇叭寬(mm):’).grid(row=2, column=2)
Label(frm, text=‘喇叭窄(mm):’).grid(row=3, column=2)
Label(frm, text=‘喇叭長(mm):’).grid(row=4, column=2)
def calc():
f = float(v1.get())
E = float(v2.get())
H = float(v3.get())
horn = main.Horn(f, E, H)
horn.para()
v4.set(horn.wg_a)
v5.set(horn.wg_b)
v6.set(horn.horn_a)
v7.set(horn.horn_b)
v8.set(horn.horn_l)
def hfss():
f = float(v1.get())
E = float(v2.get())
H = float(v3.get())
horn = main.Horn(f, E, H)
horn.para()
horn.realize_in_hfss()
v1 = StringVar()
Entry(frm, textvariable=v1, width=8).grid(row=0, column=1, padx=10, pady=5)
v2 = StringVar()
Entry(frm, textvariable=v2, width=8).grid(row=1, column=1, padx=10, pady=5)
v3 = StringVar()
Entry(frm, textvariable=v3, width=8).grid(row=2, column=1, padx=10, pady=5)
v4 = StringVar()
Label(frm, textvariable=v4, width=10).grid(row=0, column=3)
v5 = StringVar()
Label(frm, textvariable=v5, width=10).grid(row=1, column=3)
v6 = StringVar()
Label(frm, textvariable=v6, width=10).grid(row=2, column=3)
v7 = StringVar()
Label(frm, textvariable=v7, width=10).grid(row=3, column=3)
v8 = StringVar()
Label(frm, textvariable=v8, width=10).grid(row=4, column=3)
Button(frm, text=‘calc’, command=calc).grid(row=4, column=0)
Button(frm, text=‘hfss’, command=hfss).grid(row=4, column=1)
root.mainloop()
這段代碼實現的效果是這樣的:
小結
至此,該小程序已經完成了九成以上,作為自用已經毫無問題了!但如果還想將程序分享出來,則須打包成可執行文件(如exe),這一步貌似很簡單,卻有不少的坑,我將在下一節詳細介紹。
本篇即到此為止,下一篇將會是終篇,謝謝各位觀看(*^_^*)!
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原文標題:用Python實現喇叭天線設計小工具(四)
文章出處:【微信號:mwrfnet,微信公眾號:微波射頻網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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