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全面介绍主调模块,以及GUI模块的编写

微波射频网 2021-06-30 15:23 次阅读

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

原文标题:用Python实现喇叭天线设计小工具(四)

文章出处:【微信号:mwrfnet,微信公众号:微波射频网】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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MGA-31289 0.25W高增益驱动放大器

MGA-30889 40MHz - 2600MHz平坦增益高线性度增益模块

MGA-30689是宽带,平坦增益,高线性度 通过使用Broadcom的专有0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺实现增益模块MMIC放大器。 该器件需要简单的直流偏置元件才能实现宽带宽性能。 特性 高线性度 产品规格的优异均匀性 内置温度补偿内部偏置电路 不需要 RF 匹配组件 标准 SOT89 封装 MSL-2和无铅无卤素 用于基站应用的高MTTF 应用 中频放大器,射频驱动放大器 通用增益模块
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MGA-30889 40MHz  -  2600MHz平坦增益高线性度增益模块

MGA-82563 3V驱动器放大器,17dBm P1dB,低噪声,0.1-6GHz,SOT363(SC-70)

MGA-82是3V器件,具有17dBm P1dB。它采用微型SOT-363封装,专为3V驱动放大器应用而设计。偏压:3V,84mA;增益= 13dB; NF = 2.2dB; P1dB = 17.3dBm;所有2GHz的IP3i = 14dB。
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MGA-82563 3V驱动器放大器,17dBm P1dB,低噪声,0.1-6GHz,SOT363(SC-70)

MGA-31589 0.5W高增益驱动放大器

MGA-31589是一款0.5W高增益驱动放大器MMIC,适用于450 MHz至1.5 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置功率下的高线性度 高增益 低噪声图 高OIP3 高级增强模式PHEMT技术 产品规格的优异均匀性 SOT-89标准包
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MGA-31589 0.5W高增益驱动放大器

MGA-87563 3V LNA,4.5mA低电流,0.5-4GHz,SOT363(SC-70)

MGA-87是一款3V器件,在低至4.5GHz的低电流下具有低噪声系数。它采用微型SOT-363封装,专为3V低噪声放大器应用而设计。偏压:3V,4mA;增益= 14dB; NF = 1.5dB; P1dB = 0dBm; IP3i = -4均为2GHz。
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MGA-87563 3V LNA,4.5mA低电流,0.5-4GHz,SOT363(SC-70)

MGA-31489 高增益驱动放大器1.5GHz - 3GHz

MGA-31489是一款0.10W高增益驱动放大器MMIC,适用于1.5 GHz至3.0 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 MGA-31489是一款0.10W增益模块解决方案,针对频率进行了优化,可提供卓越的RF性能。这个高增益0.10W增益模块系列有2个器件。 MGA-31389适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,而MGA-31489适用于1.5 GHz至3.0 GHz,因此覆盖了所有主要的蜂窝频段 - mdash; GSM,CDMA和UMTS—加上下一代LTE频段。 通用的封装和PCB布局允许单一设计支持多种频率和地域市场,并可选择输出功率。这些器件还具有高增益,可以减少所需的RF级总数。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置电源下的高IP3 高增益,增益平坦度好 低噪声图 高级增强模式PHEMT技术 产品规格的优异均匀性 SOT- 89标准包...
发表于 07-04 09:56 194次 阅读
MGA-31489 高增益驱动放大器1.5GHz  -  3GHz

MGA-30116 750MHz - 1GHz 1/2瓦高线性放大器

Broadcom’ MGA-30116是一种高线性度和压裂12; Watt PA具有良好的OIP3性能,在p1dB增益压缩点具有极佳的PAE,通过使用Broadcom’专有的0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。 特性 高线性度和P1dB 在负载条件下无条件稳定 内置可调温度补偿内部偏置电路 GaAs E-pHEMT技术[1] 标准QFN 3X3封装 5V电源 产品规格的均匀性非常好 可提供卷带包装选项 MSL-1和无铅 点MTTF> 120°时的300年; C通道温度 应用 用于GSM / CDMA基站的A类驱动放大器。 通用增益块。...
发表于 07-04 09:56 161次 阅读
MGA-30116 750MHz  -  1GHz 1/2瓦高线性放大器

MGA-81563 0.1-6 GHz 3 V,14 dBm放大器

Broadcom的MGA-81563是一款经济实惠,易于使用的GaAs MMIC放大器,可为应用提供出色的功率和低噪声等特性从0.1到6 GHz。 MGA-81563采用超小型SOT-363封装,占用SOT-143封装的一半电路板空间,专为3V驱动放大器应用而设计。 功能 可用无铅选项 2.0 GHz时+14.8 dBm P1dB 2.0 GHz时+17 dBm Psat 单+ 3V电源 2.8 dB噪声系数2.0 GHz 12.4 dB增益2.0 GHz 超小型封装 无条件稳定 应用程序 用于PCS,PHS,ISM,SATCOM和 WLL应用程序的缓冲区或驱动程序放大器 高动态范围LNA...
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MGA-81563 0.1-6 GHz 3 V,14 dBm放大器

MGA-545P8 适用于5-6GHz系统的低电流22dBm中等功率放大器,适用于LPCC2x2

MGA-545P8是一款经济实惠,易于使用的GaAs E-pHEMT MMIC中功率放大器,采用8引脚LPCC(JEDEC DFP-N)封装,非常适合用作802.11a网卡和AP中的驱动放大器,以及5-6GHz固定无线接入的输出放大器。虽然针对5.8GHz应用进行了优化,但该器件在1-6 GHz频率范围内具有出色的RF性能,功效和产品一致性。 通过简单的输入匹配,MGA-545P8提供饱和功率输出为22dBm,5.8GHz时饱和增益为9.5dB,直流偏置仅需3.3V / 92mA,功率附加效率为46%。在线性模式下,该器件可为802.11a系统提供11.5dB和16dBm线性Pout的小信号增益,满足5.6%EVM。特性 热效封装尺寸仅为2mm x 2mm x 0.75mm。其背面金属化提供了出色的散热性能以及焊料回流的可视证据。该器件的点MTTF超过300年,安装温度为85 o C....
发表于 07-04 09:56 199次 阅读
MGA-545P8 适用于5-6GHz系统的低电流22dBm中等功率放大器,适用于LPCC2x2

MGA-30789 2-6GHz高线性度增益模块

MGA-30789是一个宽带,高线性度 增益模块MMIC放大器使用Broadcom的专有0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。 该器件需要简单的直流偏置元件才能实现宽带宽性能。 特性 高线性度 产品规格的优异均匀性 内置温度补偿内部偏置电路 不需要 RF 匹配组件 标准 SOT89 封装 MSL-2和无铅无卤素 用于基站应用的高MTTF 应用 射频驱动放大器 通用增益模块
发表于 07-04 09:55 339次 阅读
MGA-30789 2-6GHz高线性度增益模块

MGA-31189 0.25W高增益驱动放大器

MGA-31189是一款0.25W高增益驱动放大器MMIC,适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 MGA-31189是一款0.25W增益模块解决方案,针对频率进行了优化,可提供卓越的RF性能。此高增益0.25W增益模块系列有2个器件。 MGA-31189适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,而MGA-31289适用于1.5 GHz至3.0 GHz,因此覆盖了所有主要的蜂窝频段 - mdash; GSM,CDMA和UMTS—加上下一代LTE频段。 通用的封装和PCB布局允许单一设计支持多种频率和地域市场,并可选择输出功率。这些器件还具有高增益,可以减少所需的RF级总数。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置功率下的极高线性度 高增益 良好的增益平坦度 低噪声图 产品规格的优异均匀性 SOT-89标准包装...
发表于 07-04 09:55 285次 阅读
MGA-31189 0.25W高增益驱动放大器

MGA-621P8 700MHz - 1.5GHz低噪声放大器

MGA-621P8是一款经济实惠,易于使用的GaAs MMIC低噪声放大器(LNA)器件。该器件设计用于700 MHz至1.5 GHz频率范围内的最佳使用,并采用微型2.0x2.0x0.75mm 3 8引脚双扁平无引线( DFN)封装。 特性 高线性性能 低噪声系数 低成本小封装尺寸 集成断电控制引脚 应用 用于小型蜂窝基站应用的LNA 其他低噪声射频应用
发表于 07-04 09:55 136次 阅读
MGA-621P8 700MHz  -  1.5GHz低噪声放大器

MGA-725M4 具有旁路开关的3V LNA,2至14dBm可调节IIP3,MiniPak封装

MGA-725M4是一款低噪声放大器,内置旁路开关,采用微型无引线封装。它采用MiniPak 1412封装,专为3V蜂窝/ PCS应用而设计,例如: CDMA手机中的LNA和驱动放大器。偏压:3V,20mA;增益= 14.4dB; NF = 1.4dB;所有2GHz的IP3i = 9.9dBm。
发表于 07-04 09:54 309次 阅读
MGA-725M4 具有旁路开关的3V LNA,2至14dBm可调节IIP3,MiniPak封装

MGA-634P8 超低噪声,高线性度低噪声放大器

Broadcom’ MGA-634P8是一款经济,易于使用的GaAs MMIC低噪声放大器(LNA),通过使用Broadcom专有的0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺实现了低噪声和高线性度。 MGA-634P8低噪声放大器是Broadcom超低噪声,高增益,高线性度砷化镓(GaAs)低噪声放大器系列的最新成员,旨在用作蜂窝基站收发器无线电的第一级LNA卡,塔顶放大器(TMA),合路器,中继器和远程/数字无线电头。 MGA-634P8高线性低噪声放大器特点: • 1500 MHz到2300 MHz操作 –同类最佳NF:0.44 dB @ 1900 MHz –高线性度:36 dBm OIP3 –高增益:17.4 dB &ndash ; 21 dBm OP1dB @ 1900 MHz •单5V电源和48mA低功耗 – 240 mW • Broadcom&rs的通用封装和匹配网络现状MGA-63xP8系列 –简化不同频率的PCB设计和工程 功能 Ultra Low noise Figure 高线性性能 GaAs E-pHEMT技术 低成本小封装尺寸:2.0x2.0x0.75mm 3 产品规格的优异均匀性 可提供卷带包装选项 应用 低噪音用于GSM,TDS-CDMA和CDMA蜂窝基础设施的放大器 其他超低噪声应用...
发表于 07-04 09:53 153次 阅读
MGA-634P8 超低噪声,高线性度低噪声放大器

ALM-2203 SDARS LNA滤波器模块

Broadcom ALM-2203是一款微型高度集成的LNA滤波器RFIC模块。该模块旨在使卫星数字音频无线电服务(SDARS)信号与现代汽车中常见的蜂窝,WiFi,蓝牙和GPS信号共存。 该模块集成了三个低噪声放大器(LNA)采用微型5x5x0.95mm封装的Film Bulk Acoustic Resonator(FBAR)滤波器。该模块具有低噪声系数,高增益和低电流消耗,非常适用于关键的低功耗卫星数字音频无线电服务(SDARS)无线电系统。   功能 高级OOB P1dB,支持SDARS与蜂窝/ WiFi / GPS共存 高度集成的芯片模块,降低BOM成本和设计时间 低噪声系数(NF)增强SDARS接收器灵敏度 适用于带集成蜂窝/ WiFi发射器的SDARS天线 紧凑且完全匹配的5x5x0.95mm适用于鲨鱼的包装-fin型天线     应用程序 SDARS Radio系统  ...
发表于 07-04 09:53 308次 阅读
ALM-2203 SDARS LNA滤波器模块

MGA-86563 5V LNA,20dB高增益,0.5-6GHz,SOT363(SC-70)

MGA-86是5V部件,具有高增益和低噪声系数。它采用微型SOT-363封装和70 mil陶瓷封装,专为5V低噪声放大器应用而设计。偏压:5V,16mA;增益= 20dB; NF = 2dB; P1dB = 6dBm; IP3i = -4dB均为2GHz。
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MGA-86563 5V LNA,20dB高增益,0.5-6GHz,SOT363(SC-70)

MGA-71543 带旁路开关的3V LNA,0至9dBm可调节IIP3,SOT343(SC-70)

MGA-71543是一款内置旁路开关的低噪声放大器。它采用微型SOT-343封装,专为3V蜂窝/ PCS应用而设计,例如: CDMA手机中的LNA和驱动放大器。偏置3V,10mA:增益= 16dB; NF = 1.1dB;所有在2GHz时IIP3 = 4.3dB。在旁路模式下:插入损耗= 5.6dB; IIP3 = 35dBm。
发表于 07-04 09:53 590次 阅读
MGA-71543 带旁路开关的3V LNA,0至9dBm可调节IIP3,SOT343(SC-70)