無線電頻率分配表
程式功能摘要
| 功能區 | 描述 |
| 輸入頻率 | 允許輸入數值，並從下拉選單選擇單位：KHz, MHz, GHz。 |
| 輸出波長單位 | 允許從下拉選單選擇波長的輸出單位：公尺, 公分, 公釐。 |
| 計算按鈕 | 點擊後執行計算 $ \lambda = c / f $。 |
| 計算結果 | 顯示最終的波長數值（保留三位小數）。 |
| 頻帶命名 | 根據國際標準 (ITU) 的頻率範圍顯示對應的中文名稱和縮寫 (例如：特低頻 (VLF) - 3 至 30 KHz)。 |
| 錯誤處理 | 如果輸入不是有效數字或頻率小於等於零，會彈出錯誤視窗。 |
900 MHz 計算結果範例
當您運行此程式並使用預設值 900 MHz（$900 \times 10^6$ Hz）時，計算結果如下：
波長 (公尺):
$$\lambda = \frac{3 \times 10^8 \text{ m/s}}{900 \times 10^6 \text{ Hz}} = \frac{3}{9} \text{ m} = 0.3333 \text{ 公尺}$$頻帶命名:
900 MHz 轉換為 KHz 為 $900,000 KHz。
頻率範圍落在 $300,000 KHz 到 $3,0 00,000 KHz 之間。
結果: 超高頻 (UHF) - 300 MHz 至 3 GHz
import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
# 真空中的光速 (根據使用者要求設定為 3 x 10^8 公尺/秒)
SPEED_OF_LIGHT = 3e8 # 300000000.0 公尺/秒
def calculate_wavelength(frequency_value, freq_unit):
"""根據頻率值和單位計算波長 (單位為公尺)。"""
# 頻率單位轉換為 Hertz (Hz)
if freq_unit == "KHz":
frequency_hz = frequency_value * 1e3
elif freq_unit == "MHz":
frequency_hz = frequency_value * 1e6
elif freq_unit == "GHz":
frequency_hz = frequency_value * 1e9
else: # 預設為 Hz
frequency_hz = frequency_value
if frequency_hz <= 0:
return 0, "無效頻率"
# 計算波長 (公尺)
# 公式: 波長(λ) = 光速(c) / 頻率(f)
wavelength_m = SPEED_OF_LIGHT / frequency_hz
# 判斷頻帶名稱
band_name = get_band_name(frequency_hz)
return wavelength_m, band_name
def get_band_name(frequency_hz):
"""根據頻率 (Hz) 判斷頻帶名稱 (參照 ITU 無線電頻帶標準)。"""
# 轉換為 KHz 以便於與頻帶範圍進行比較
f_khz = frequency_hz / 1e3
# 頻帶命名 (特低頻 VLF, 低頻 LF, 中頻 MF, 高頻 HF, 特高頻 VHF, 超高頻 UHF, 極高頻 SHF, 特高頻 EHF, 極端高頻 THF)
if 3 <= f_khz < 30:
return "特低頻 (VLF) - 3 至 30 KHz"
elif 30 <= f_khz < 300:
return "低頻 (LF) - 30 至 300 KHz"
elif 300 <= f_khz < 3000: # 300 KHz 至 3 MHz
return "中頻 (MF) - 300 KHz 至 3 MHz"
elif 3000 <= f_khz < 30000: # 3 MHz 至 30 MHz
return "高頻 (HF) - 3 至 30 MHz"
elif 30000 <= f_khz < 300000: # 30 MHz 至 300 MHz
return "特高頻 (VHF) - 30 至 300 MHz"
elif 300000 <= f_khz < 3000000: # 300 MHz 至 3 GHz
return "超高頻 (UHF) - 300 MHz 至 3 GHz"
elif 3000000 <= f_khz < 30000000: # 3 GHz 至 30 GHz
return "極高頻 (SHF) - 3 至 30 GHz"
elif 30000000 <= f_khz < 300000000: # 30 GHz 至 300 GHz
return "特高頻 (EHF) - 30 至 300 GHz"
elif f_khz >= 300000000: # 300 GHz 以上
return "極端高頻 (THF) - 300 GHz 以上"
else: # 3 KHz 以下
return "超低頻 (SLF) 或更低 - 3 KHz 以下"
def convert_wavelength(wavelength_m, wavelength_unit):
"""將波長 (公尺) 轉換為所需的單位。"""
if wavelength_unit == "公里":
return wavelength_m / 1000
elif wavelength_unit == "公尺":
return wavelength_m
elif wavelength_unit == "公分":
return wavelength_m * 100
elif wavelength_unit == "公釐":
return wavelength_m * 1000
else:
return wavelength_m # 預設為公尺
class WavelengthCalculator(tk.Tk):
def __init__(self):
super().__init__()
self.title("頻率波長計算器與頻帶顯示")
self.geometry("600x350")
# 設定樣式和主框架
style = ttk.Style(self)
style.configure('TFrame', padding=10)
style.configure('TLabel', font=('Arial', 10))
style.configure('TButton', font=('Arial', 10, 'bold'))
main_frame = ttk.Frame(self, padding="10")
main_frame.pack(fill='both', expand=True)
# --- 輸入區 ---
input_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="輸入頻率", padding="10")
input_frame.grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5, sticky='ew')
ttk.Label(input_frame, text="頻率值 (f):").grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5, sticky='w')
self.freq_entry = ttk.Entry(input_frame, width=15)
self.freq_entry.insert(0, "900") # 預設值為 900
self.freq_entry.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5, sticky='w')
ttk.Label(input_frame, text="頻率單位:").grid(row=1, column=0, padx=5, pady=5, sticky='w')
self.freq_unit = tk.StringVar(value="MHz")
self.freq_unit_combo = ttk.Combobox(input_frame, textvariable=self.freq_unit, values=["KHz", "MHz", "GHz"], width=12, state="readonly")
self.freq_unit_combo.grid(row=1, column=1, padx=5, pady=5, sticky='w')
# --- 輸出單位選擇 ---
output_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="輸出波長單位", padding="10")
output_frame.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5, sticky='ew')
ttk.Label(output_frame, text="波長單位 (λ):").grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5, sticky='w')
self.wave_unit = tk.StringVar(value="公尺")
# ***** 調整波長單位選項順序 *****
self.wave_unit_combo = ttk.Combobox(output_frame, textvariable=self.wave_unit,
values=["公里", "公尺", "公分", "公釐"],
width=12, state="readonly")
self.wave_unit_combo.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5, sticky='w')
# --- 計算按鈕 ---
calc_button = ttk.Button(main_frame, text="計算波長與頻帶 (光速=3e8 m/s)", command=self.do_calculation)
calc_button.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=5, pady=10, sticky='ew')
# --- 結果顯示區 ---
result_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="計算結果", padding="10")
result_frame.grid(row=2, column=0, columnspan=2, padx=5, pady=5, sticky='ew')
self.wave_result_label = ttk.Label(result_frame, text="波長: 請輸入頻率並計算", font=('Arial', 12, 'bold'), foreground='blue')
self.wave_result_label.pack(anchor='w', pady=5)
self.band_result_label = ttk.Label(result_frame, text="頻帶命名:", font=('Arial', 12, 'bold'), foreground='green')
self.band_result_label.pack(anchor='w', pady=5)
# 網格配置
main_frame.grid_columnconfigure(0, weight=1)
main_frame.grid_columnconfigure(1, weight=1)
main_frame.grid_rowconfigure(2, weight=1)
def do_calculation(self):
"""執行計算並更新結果顯示。"""
try:
freq_value = float(self.freq_entry.get())
except ValueError:
messagebox.showerror("輸入錯誤", "請輸入有效的數字作為頻率值。")
return
if freq_value <= 0:
messagebox.showerror("輸入錯誤", "頻率必須大於零。")
return
freq_unit = self.freq_unit.get()
wave_unit = self.wave_unit.get()
# 1. 計算波長 (公尺) 並獲取頻帶名稱
wavelength_m, band_name = calculate_wavelength(freq_value, freq_unit)
# 2. 轉換波長單位
converted_wavelength = convert_wavelength(wavelength_m, wave_unit)
# 3. 更新結果顯示
# 根據單位調整小數位數顯示
if wave_unit == "公里":
format_str = ",.6f" # 公里通常需要更多小數位
elif wave_unit == "公釐":
format_str = ",.2f"
else:
format_str = ",.4f"
self.wave_result_label.config(
text=f"波長: {converted_wavelength:{format_str}} {wave_unit}"
)
self.band_result_label.config(
text=f"頻帶命名: {band_name}"
)
if __name__ == "__main__":
app = WavelengthCalculator()
app.mainloop()
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