CN103811841A - 天线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种天线装置,相比于以前的天线装置,该天线装置重量轻但不会降低刚性和性能,并减少了各种成本。该天线装置具备:包括凹曲面的反射器(12);辐射器(14),配置在反射器的焦点位置上,用以执行朝着反射器的凹曲面发送两个线性极化波的动作和从凹曲面接收两个线性极化波的动作中的至少一个动作,这两个线性极化波相互正交;以及构造单元(16),构成为将辐射器支撑在焦点位置上。该构造单元包括主体,该主体从反射器的背面(12b)通过凹曲面上与由两个线性极化波所规定出的两个线性极化面(20a、20b)分离的位置向由凹曲面所规定出的辐射空间(18)内突出。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线装置。
背景技术
众所周知的天线装置具备具有以旋转抛物面为代表的凹曲面的反射板和配置于该反射板的凹曲面的焦点位置上的辐射器。在这样的天线装置的反射板上,从提高性能的观点出发,一般不在辐射器与反射板之间的辐射空间内设置用于电波辐射或者电波接收的成为障碍物的波导管或波导管安装部件等构造部件。特别是在用于双极化波的这种天线装置的情况下,由于成为性能劣化的重要原因,因此会将成为障碍物的构造部件(波导光和/或安装部件等)设置在辐射空间的外侧。
在如此构成的以前的天线装置中,为了将构造部件(波导光和/或安装部件等)设置在反射板的辐射空间外侧,既必须要设计出反射板本身刚性增强的反射板,又必须要设计出构造部件本身也刚性增强的构造部件。
与其他技术领域同样,在这种天线装置的技术领域中也常期望制造成本、装配成本和维护成本等各种成本相比于以前的天线装置要减少。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种用于双极化波的天线装置,该天线装置具备具有凹曲面的反射板和配置在该反射板的凹曲面的焦点位置上的辐射器,相比于以前的天线装置重量轻但刚性不会降低,不会产生性能的实质性降低,却能够比以前的天线装置降低如前所述的各种成本。
为了达到上述的本申请的目的,本申请的发明涉及的天线装置具备:反射板,包括用于反射电波的凹曲面、位于与凹曲面相反的一侧的背面、在凹曲面上反射的电波的电波轴以及凹曲面的焦点位置;辐射器,配置在反射板的凹曲面的焦点位置上,构成为执行朝着反射板的凹曲面发送相互正交的两个线性极化波的电波的动作和从凹曲面接收相互正交的两个线性极化波的电波的动作中的至少一个动作;以及构造单元,构成为将辐射器支撑在所述焦点位置,在反射板的凹曲面与辐射器之间规定出辐射空间,在凹曲面上由两个线性极化波规定出两个线性极化面。而且,在如此构成的天线装置中,其特征在于,所述构造单元包括主体,该主体从所述反射板的所述背面通过所述凹曲面上与两个线性极化面分离的位置向所述辐射空间内突出。
通过所述构造单元包括主体,该主体从所述反射板的所述背面通过所述凹曲面上与两个线性极化面分离的位置向所述辐射空间内突出,能够比以前的天线装置轻量地制成所述反射板和所述构造单元,但它们的刚性不会降低,不会产生天线装置性能的实质性降低,却能够比以前的天线装置降低如前所述的各种成本。
在特征是如前所述地构成的本申请的发明涉及的天线装置中,最好所述构造单元的所述主体包括波导管。
在特征是如前所述地构成的本申请的发明涉及的天线装置中,所述构造单元可以包括在所述反射板的所述凹曲面配置在脱离所述辐射空间的位置上的支撑部件。这样的支撑部件可以进一步提高所述反射板的刚性。由于所述反射板的刚性基本上由所述构造单元的所述主体来维持,因此所述支撑部件能够成为简洁结构。从而,即使使用所述支撑部件,也能够使本申请的发明涉及的天线装置的整体重量比伴随着以前的结构单元的以前的天线装置的整体重量轻。
在特征是如前所述地构成的本申请的发明涉及的天线装置中,优选的是,所述构造单元的所述主体配置在所述反射板的所述辐射空间中以所述电波轴为中心从两个线性极化面转35°与转55°之间的范围内,更加优选的是,配置在在所述反射板的所述辐射空间中以所述电波轴为中心从两个线性极化面离开45°的位置上。
附图说明
图1是概略地示出本发明的第一实施方式涉及的天线装置的整体的侧视图。
图2是概略地示出图1的天线装置的整体的俯视图。
图3是图1的天线装置的反射板以及支撑辐射器的构造单元的概略正视图。
图4是图1的天线装置的反射板的概略正视图,在此概略地示出作为所述反射板的凹曲面中的构造单元主体的一例的第一和第二波导管的、以所述反射板的电波轴为中心的距两个线性极化面的配置位置。
图5是示出在图1的天线装置中,将作为构造单元主体的一例的第一和第二波导管配置于在反射板的凹曲面上通过反射板的电波轴且与垂直方向线性极化面正交的线上,并且在垂直方向线性极化面的左右两侧对称地配置的情况下的垂直方向线性极化波的辐射图形的图。
图6是示出图1的天线装置中的垂直方向线性极化波的辐射图形的图。在此,作为构造单元主体的一例的第一和第二波导管配置于,在反射板的凹曲面上,以反射板的电波轴为中心,从垂直方向线性极化面的上半部分朝着水平方向线性极化面的左半部分和右半部分,相对于垂直方向线性极化面的上半部分对称地离开45°的位置上。
图7是示出在图1的天线装置中,将作为构造单元主体的一例的第一和第二波导管配置于在反射板的凹曲面上通过反射板的电波轴的垂直方向线性极化面上,并且相对于反射板的电波轴上下两侧对称地配置的情况下的垂直方向线性极化波的辐射图形的图。
图8是按照本发明的概念示出,在天线装置的反射板的凹曲面上距离以所述反射板的电波轴为中心的两个线性极化面的可配置构造单元主体的范围的反射板概略正视图。
图9是本发明的第二实施方式涉及的天线装置的反射板以及支撑辐射器的构造单元的概略正视图。
图10是本发明的第三实施方式涉及的天线装置的反射板以及支撑辐射器的构造单元的概略正视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
参照图1至图4,对本发明的第一实施方式涉及的天线装置10的结构进行说明。
天线装置10具备反射板12,该反射板12包括用于反射电波的凹曲面12a(参照图3)、位于与凹曲面12a相反的一侧的背面12b、在凹曲面12a上反射的电波的电波轴12c以及凹曲面12a的焦点位置12d。在本实施方式中,凹曲面12a由旋转抛物面构成,反射板12的背面12b的中心被公知的支撑台13支撑着。支撑台13既可以构成为以使电波轴12c朝着规定的方向固定的状态支撑反射板12,又可以构成为使反射板12的电波轴12c朝向规定范围内的期望方向,还可以构成为使反射板12的电波轴12c朝向任意的期望方向。
在支撑台13上容纳有用于从反射板12发送的电波和在反射板12上接收到的电波双方的未图示的公知的电波收发机或者用于其中一方电波的未图示的公知的电波发送机和未图示的公知的电波接收机中的某一个。
天线装置10还具备:辐射器14,配置在反射板12的凹曲面12a的焦点位置12d上,构成为执行朝着反射板的凹曲面12a发送相互正交的两个线性极化波的电波的动作和从凹曲面12a接收相互正交的两个线性极化波的电波的动作中的至少一个动作;以及构造单元16,构成为将辐射器14支撑在焦点位置12d上。
在反射板12的凹曲面12a与辐射器14之间规定出辐射空间18,在图1和图2中用附图标记18a指出了辐射空间18的边界。由于在本实施方式由旋转抛物面构成反射板12的凹曲面12a,因此,辐射空间18成为实际上的圆锥形状。
在凹曲面12a上,由两个线性极化波规定出两个线性极化面20a、20b(参照图3)。本实施方式中,一个线性极化波是垂直方向线性极化波,从而一个线性极化面20a是垂直方向线性极化面。另外,另一线性极化波是水平方向线性极化波,从而另一线性极化面20b是水平方向线性极化面。
构造单元16包括从反射板12的背面12b通过凹曲面12a上与两个线性极化面20a、20b分离的位置向辐射空间18内突出的主体。在本实施方式中,构造单元16的所述主体包括用于一个线性极化波的第一波导管22a和用于另一线性极化波的第二波导管22b。
详细地说,在本实施方式中,第一波导管22a和第二波导管22b从反射板12的背面一侧在支撑台13中的所述未图示的公知的电波收发机或者未图示的公知的电波发送机以及未图示的公知的电波接收机中的某一个起,朝着上方延伸。接着,第一波导管22a和第二波导管22b从反射板12的背面12b贯通凹曲面12a处与两个线性极化面20a、20b离开等间隔的位置(即,以电波轴12c为中心,从两个线性极化面20a、20b离开45°的位置)上所形成的两个贯通孔TH1、TH2,沿着电波轴12c并平行于电波轴12c地延伸到辐射器14附近的辐射空间18的外侧(前侧)。并且,第一波导管22a和第二波导管22b的各个波导管的延伸端部,在辐射空间18的外侧(前侧),以不使在各个波导管内部发送的线性极化波劣化的方式连接在辐射器14上。
更详细地说,在本实施方式中,为第一波导管22a和第二波导管22b形成在反射器12上的两个贯通孔TH1、TH2,如图3和图4中最优示出的那样,形成在从前方即正面看反射器12时的、与水平方向线性极化面20b的左半部分和垂直方向线性极化面20a的上半部分等距离的位置以及与水平方向线性极化面20b的右半部分和垂直方向线性极化面20a的上半部分等距离的位置上。并且,两个贯通孔TH1、TH2相对于垂直方向线性极化面20a的上半部分,在水平方向上相互对称地配置。
第一波导管22a的所述延伸端部通过组合垂直方向延伸部位和水平方向延伸部位来连接在辐射器14的规定位置上,具体而言,在辐射空间18的外侧(前侧),垂直向下地朝着水平方向线性极化面20b的左半部分延伸后,沿着水平方向线性极化面20b的左半部分,向水平方向的右方地朝着辐射器14延伸从而连接到辐射器14的规定位置上。
第二波导管22b的所述延伸端部也通过组合垂直方向延伸部位和水平方向延伸部位来连接在辐射器14的规定位置上,具体而言,在辐射空间18的外侧(前侧),垂直向下地朝着水平方向线性极化面20b的右半部分延伸后,沿着水平方向线性极化面20b的右半部分,向水平方向的左方地朝着辐射器14延伸从而连接到辐射器14的规定位置上。
在本实施方式中,构造单元16还包括在反射板12的凹曲面12a配置在脱离辐射空间18的位置上的支撑部件。如图1、图2以及图3中所示地,详细地说,支撑部件包括多个撑杆24,该撑杆24在反射板12的环状外框12e上,从沿着外框12e相互等间隔地配置的多个位置起,在辐射空间18的边界线18a的外侧朝着辐射器14延伸。多个撑杆24的基端部(即,反射板12的外框12e一侧)经由公知的连接件26连接在反射板12的外框12e处,多个撑杆24的顶端部(即,辐射器14一侧)连接在辐射器14上。而且,所述支撑部件(本实施方式中是多个撑杆24)为了尽量减少对有关反射板12的两个线性极化波的影响,最好配置在从有关两个线性极化波的两个线性极化面(本实施方式中是垂直方向线性极化面20a和水平方向线性极化面20b)偏离开的位置上。
本实施方式中,构造单元16的主体中所包括的第一和第二波导管22a和22b以及构造单元16进一步包括的支撑部件中所包含的多个撑杆24,将辐射器14支撑在反射板12的凹曲面12a的焦点位置12d上。
[性能评价试验结果]
下面,参照图5、图6以及图7,试着在反射板12的凹曲面12a上相对于垂直方向线性极化面20a,将构造单元16的主体的第一波导管22a和第二波导管22b配置在3种位置上的情况下的垂直方向线性极化波的辐射图形进行比较。
图5示出在图1的天线装置10中,将作为构造单元16的主体的一例的第一和第二波导管22a和22b配置于在反射板12的凹曲面12a上通过反射板12的电波轴12c且与垂直方向线性极化面20a正交的线上,并且在垂直方向线性极化面20a的左右两侧对称地配置的情况下的垂直方向线性极化波的辐射图形。
该情况下可知,辐射图形中没有实质上的扰动,从而实际上没有与垂直方向线性极化波有关的天线装置10的性能劣化。
图6是示出图1的天线装置10中的垂直方向线性极化波的辐射图形的图。在此,作为构造单元16的主体的一例的第一和第二波导管22a和22b配置于,在反射板12的凹曲面12a上,以反射板12的电波轴12c为中心,从垂直方向线性极化面20a的上半部分朝着水平方向线性极化面20b的左半部分和右半部分,相对于垂直方向线性极化面20a的上半部分对称地离开45°的位置上。
该情况下可知,辐射图形中稍微产生一点点扰动,但与垂直方向线性极化波有关的天线装置10的性能劣化少,实用上没有问题。
图7示出在图1的天线装置10中,将作为构造单元16的主体的一例的第一和第二波导管22a和22b配置于在反射板12的凹曲面12a上通过反射板12的电波轴12c的垂直方向线性极化面20a上,并且相对于反射板12的电波轴12c上下两侧对称地配置的情况下的垂直方向线性极化波的辐射图形。
该情况下可知,辐射图形中产生大的扰动,与垂直方向线性极化波有关的天线装置10的性能劣化大,实用上有问题。
同样的情况还在下述辐射图形中产生:
i).在图1的天线装置10中,将作为构造单元16的主体的一例的第一和第二波导管22a和22b配置于在反射板12的凹曲面12a上通过反射板12的电波轴12c且与水平方向线性极化面20b正交的线上,并且在水平方向线性极化面20b的上下两侧对称地配置的情况下的水平方向线性极化波的辐射图形;
ii).如图1的天线装置10所述地,将作为构造单元16的主体的一例的第一和第二波导管22a和22b配置于,在反射板12的凹曲面12a上,以反射板12的电波轴12c为中心,从垂直方向线性极化面20a的上半部分朝着水平方向线性极化面20b的左半部分和右半部分,且相对于垂直方向线性极化面20a的上半部分对称地离开45°的位置上,在该情况下的水平方向线性极化波的辐射图形;以及
iii).在图1的天线装置10中,将作为构造单元16的主体的一例的第一和第二波导管22a和22b配置于在反射板12的凹曲面12a上通过反射板12的电波轴12c的水平方向线性极化面20b上,并且相对于反射板12的电波轴12c左右两侧对称地配置的情况下的水平方向线性极化波的辐射图形。
即,在上述i).的情况下可知,辐射图形中没有实质上的扰动,从而实际上没有与水平方向线性极化波有关的天线装置10的性能劣化。
在上述ii).的情况下可知,辐射图形中稍微产生一点点扰动,但与水平方向线性极化波有关的天线装置10的性能劣化少,实用上没有问题。
在上述iii).的情况下可知,辐射图形中产生大的扰动,与水平方向线性极化波有关的天线装置10的性能劣化大,实用上有问题。
根据这些结果可知,在对如垂直方向线性极化波和水平方向线性极化波这样的相互正交的两个线性极化波进行处理的、具备包括凹曲面的反射板和辐射器的天线装置中,若构成为将辐射器支撑在所述焦点位置的构造单元的、从反射板的背面通过凹曲面向辐射空间内突出的主体位于与两个线性极化面离开的位置上,则在垂直方向线性极化波和水平方向线性极化波的各个极化波的辐射图形中仅产生一点点扰动,但与垂直方向线性极化波和水平方向线性极化波的各个极化波有关的天线装置的性能劣化少,实用上没有问题。
在图1至图4中示出的本发明的第一实施方式涉及的天线装置10中,构成为将辐射器14支撑在焦点位置12d上的构造单元16的、从反射板12的背面12b通过凹曲面12a向辐射空间18内突出的、构成主体的第一和第二波导管22a和22b的各个波导管,配置在与作为两个线性极化面的一例的垂直方向线性极化面20a和水平方向线性极化面20b等距离分离的位置、即绕电波轴12c离开45°的位置上,。但是,在本申请的发明者等做出的实验结果中可知,如果如图8所示地从反射板12的背面12b通过凹曲面12a向辐射空间18内突出的构成主体的第一和第二波导管22a和22b的各个波导管,配置在从作为两个线性极化面的一例的垂直方向线性极化面20a和水平方向线性极化面20b起绕电波轴12c旋转分离35°的位置与旋转分离55°的位置之间的范围(图8中画为网格状图案)内,则垂直方向线性极化波和水平方向线性极化波的各个极化波的辐射图形的扰动或与垂直方向线性极化波和水平方向线性极化波的各个极化波有关的天线装置的性能劣化在实用上就会没有问题。
[第二实施方式]
下面,参照图9,对本发明的第二实施方式涉及的天线装置10′的结构进行说明。
第二实施方式涉及的天线装置10′的大部分结构与参照图1至图4所述的第一实施方式涉及的天线装置10的大部分结构相同,省略相同的结构部件的图示或说明。另外,在图9中示出的第二实施方式涉及的天线装置10′中,在与图1至图4中示出的第一实施方式涉及的天线装置10的结构部件相同的结构部件上,标注与在第一实施方式涉及的天线装置10中对应的结构部件上所标注的附图标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在该天线装置10′中,与第一实施方式涉及的天线装置10的结构的不同点是,用于构成构造单元16的主体的一部分的第一波导管22a的、形成在反射板12的凹曲面12a的1个贯通孔TH1的位置。本实施方式中,贯通孔TH1形成在从前方即正面看反射器12时的、与水平方向线性极化面20b的左半部分和垂直方向线性极化面20a的下半部分等距离的位置(以电波轴12c为中心的45°的位置)上。并且,两个贯通孔TH1、TH2相对于反射板12的电波轴12c相互对称地配置。
经由这样的贯通孔TH1而从反射板12的背面12b贯通到凹曲面12a一侧的第一波导管22a,沿着电波轴12c且平行于电波轴12c地延伸到辐射器14附近的辐射空间18的外侧(前侧)。并且,第一波导管22a的延伸端部在辐射空间18的外侧(前侧),以不使在内部发送的线性极化波劣化的方式连接在辐射器14上。
第一波导管22a的所述延伸端部通过组合垂直方向延伸部位和水平方向延伸部位来连接在辐射器14的规定位置上,具体而言,在辐射空间18的外侧(前侧),沿着水平方向线性极化面20b的左半部分朝着水平方向的右方延伸后,垂直向上地朝着辐射器14延伸并连接到辐射器14的规定位置上。
这样的第二实施方式涉及的天线装置10′,发挥与参照图1至图4所述的第一实施方式涉及的天线装置10同等的天线性能。
而且,在本实施方式中,即使如图8所示地将贯通孔TH1形成在从前方即正面看反射器12时的、从水平方向线性极化面20b的左半部分和垂直方向线性极化面20a的下半部分以电波轴12c为中心转35°的位置与转55°的位置之间的范围内,也发挥实用上没有问题的天线性能。
[第三实施方式]
下面,参照图10,对本发明的第三实施方式涉及的天线装置10″的结构进行说明。
第三实施方式涉及的天线装置10″的大部分结构与参照图1至图4所述的第一实施方式涉及的天线装置10的大部分结构相同,省略相同的结构部件的图示或说明。另外,在图10中示出的第三实施方式涉及的天线装置10″中,在与图1至图4中示出的第一实施方式涉及的天线装置10的结构部件相同的结构部件上,标注与在第一实施方式涉及的天线装置10中对应的结构部件上所标注的附图标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在该天线装置10″中,与第一实施方式涉及的天线装置10的结构的不同点是,用于构成构造单元16的主体的第一波导管22a和第二波导管22b的、形成在反射板12的凹曲面12a上的两个贯通孔TH1和TH2的位置。
详细地说,在本实施方式中,为第一波导管22a和第二波导管22b形成在反射器12上的两个贯通孔TH1、TH2,如图10中所示地形成在从前方即正面看反射器12时的、与水平方向线性极化面20b的左半部分和垂直方向线性极化面20a的下半部分等距离的位置(以电波轴12c为中心的45°的位置)以及与水平方向线性极化面20b的右半部分和垂直方向线性极化面20a的下半部分等距离的位置(以电波轴12c为中心的45°的位置)上。并且,两个贯通孔TH1、TH2相对于垂直方向线性极化面20a的下半部分在水平方向上相互对称地配置。
经由这样的贯通孔TH1和TH2而从反射板12的背面12b贯通到凹曲面12a一侧的第一波导管22a和第二波导管22b的各个波导管,沿着电波轴12c且平行于电波轴12c地延伸到辐射器14附近的辐射空间18的外侧(前侧)。并且,第一波导管22a和第二波导管22b的各个波导管的延伸端部,在辐射空间18的外侧(前侧),以不使在内部发送的线性极化波劣化的方式连接在辐射器14上。
更详细地说,第一波导管22a的所述延伸端部通过组合垂直方向延伸部位和水平方向延伸部位来连接在辐射器14的规定位置上,具体而言,在辐射空间18的外侧(前侧),朝着水平方向线性极化面20b的左半部分垂直向上地延伸后,沿着水平方向线性极化面20b的左半部分,向水平方向的右方朝着辐射器14延伸并连接到辐射器14的规定位置上。
第二波导管22b的所述延伸端部也通过组合垂直方向延伸部位和水平方向延伸部位来连接在辐射器14的规定位置上,具体而言,在辐射空间18的外侧(前侧),朝着水平方向线性极化面20b的右半部分垂直向上地延伸后,沿着水平方向线性极化面20b的右半部分,向水平方向的左方朝着辐射器14延伸并连接到辐射器14的规定位置上。
这样的第三实施方式涉及的天线装置10″,发挥与参照图1至图4所述的第一实施方式涉及的天线装置10同等的天线性能。
而且,在本实施方式中,即使如图8所示地将贯通孔TH1形成在从前方即正面看反射器12时的、从水平方向线性极化面20b的左半部分和垂直方向线性极化面20a的下半部分以电波轴12c为中心转35°的位置与转55°的位置之间的范围内,也发挥实用上没有问题的天线性能。并且,将贯通孔TH2形成在从前方即正面看反射器12时的、从水平方向线性极化面20b的右半部分和垂直方向线性极化面20a的下半部分以电波轴12c为中心转35°的位置与转55°的位置之间的范围内,也发挥实用上没有问题的天线性能。
虽然已经说明了本发明的几个实施方式,但是这些实施方式是作为例子而提出的,并不是想规定发明范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式实施,可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包含在发明范围或主旨内,并且也包含在权利要求书记载的发明及其均等的范围内。
Claims (5)
1.一种天线装置,具备:反射板(12),包括用于反射电波的凹曲面(12a)、位于与凹曲面相反的一侧的背面(12b)、在凹曲面上反射的电波的电波轴(12c)以及凹曲面的焦点位置(12d);辐射器(14),配置在反射板的凹曲面的焦点位置上,构成为执行朝着反射板的凹曲面发送相互正交的两个线性极化波的电波的动作和从凹曲面接收相互正交的两个线性极化波的电波的动作中的至少一个动作;以及构造单元(16),构成为将辐射器支撑在所述焦点位置,在反射板的凹曲面与辐射器之间规定出辐射空间(18),在凹曲面上由两个线性极化波规定出两个线性极化面(20a、20b),该天线装置的特征在于,
所述构造单元(16)包括主体,该主体从所述反射板(12)的所述背面(12b)通过所述凹曲面(12a)上与两个线性极化面(20a、20b)分离的位置向所述辐射空间(18)内突出。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述构造单元(16)的所述主体包括波导管(22a、22b)。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述构造单元(16)包括在所述反射板(12)的所述凹曲面(12a)配置在脱离所述辐射空间(18)的位置上的支撑部件。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一个所述的天线装置,其特征在于,所述构造单元(16)的所述主体配置在所述反射板(12)的所述辐射空间(18)中以所述电波轴(12c)为中心从两个线性极化面(20a、20b)转35°与转55°之间的范围内。
5.根据权利要求4所述的天线装置,其特征在于,所述构造单元(16)的所述主体配置在所述反射板(12)的所述辐射空间(18)中以所述电波轴(12c)为中心从两个线性极化面(20a、20b)离开45°的位置上。
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