全面介绍主调模块，以及GUI模块的编写

摘要：本节主要介绍主调模块，以及GUI模块的编写。

主调模块

终于到了主调模块了，之前的章节主要介绍了参数计算，波导查值，以及HFSS封装和调用等，所有准备工作已就绪，只差一个“主体”将这些模块调用起来，实现这个功能的便是主调模块main.py。

这一步的编写相对比较简单，按我个人习惯，还是采用了面向对象的编程思路，写一个叫Horn的对象，首先通过对象的初始化功能将输入参数导入进来，然后调用“波导查值”模块确定波导尺寸、“参数计算”模块计算喇叭尺寸，再调用“HFSS调用模块”，通过规定一系列建模动作（如第三节所述），完成HFSS建模和运算。

示意代码如下，如果对于建模的动作有不太明白了，请看上一篇文章的讲解。

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（）

# 设置变量

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）

# 波导内腔

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_’）

# 喇叭内腔

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_’）

# 波导外形

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_’）

# 布尔运算生成喇叭，然后设为PEC

h.unite（‘horn’， ‘wg’）

h.unite（‘horn_in’， ‘wg_in’）

h.subtract（‘horn’， ‘horn_in’）

h.set_material（‘horn’）

# 生成区域并赋予辐射边界

h.create_region（‘ab’）

h.assign_radiation_region（）

h.insert_radiation_setup（）

# 设置端口

h.create_centered_rectangle（‘wg_a’， ‘wg_b’， 0， ‘port’）

h.assign_port（‘port’）

h.insert_analysis_setup（self.freq）

# 创建报告

h.create_reports（）

# 保存工程并运行

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（）

以上代码可能没有太多需要解释的，可以看到的是，定义好HFSS接口后，调用过程就很轻松愉快了。

图形交互界面模块

开篇提到过，Python实现图形界面的方法有很多，除了Tkinter属于自带包外，其他著名的包如PyQt、wxPython等都需要额外安装，考虑到我们的小程序功能单一，界面也不需要太花哨，采用Python自带的Tkinter是一种较为经济快捷的选择。

由于第一次写界面，代码质量可能有点差，实现效果也不怎么样，好在我们要做的东西功能简单，不会影响使用。（自我安慰。。。）

不废话，直接上代码。

from tkinter import Tk， Label， StringVar， Entry， Button， Frame， TOP

import main

root = Tk（）

root.title（‘最佳喇叭计算 by kuangzl’）

root.geometry（‘420x280’）

root.resizable（width=False， height=False）

tip = Label（root， text=‘由波束宽度计算喇叭尺寸，

使得该尺寸下增益最大化’， height=3，

font=（‘Microsoft YaHei UI’， 12， ‘italic’））

tip.pack（side=TOP）

frm = Frame（root）

frm.pack（）

Label（frm， text=‘中频（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=‘波导宽（mm）：’）.grid（row=0， column=2）

Label（frm， text=‘波导窄（mm）：’）.grid（row=1， column=2）

Label（frm， text=‘喇叭宽（mm）：’）.grid（row=2， column=2）

Label（frm， text=‘喇叭窄（mm）：’）.grid（row=3， column=2）

Label（frm， text=‘喇叭长（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（）

这段代码实现的效果是这样的：

小结

至此，该小程序已经完成了九成以上，作为自用已经毫无问题了！但如果还想将程序分享出来，则须打包成可执行文件（如exe），这一步貌似很简单，却有不少的坑，我将在下一节详细介绍。

本篇即到此为止，下一篇将会是终篇，谢谢各位观看（*^_^*）！

编辑：jq