CN110943305B - 一种用于无线测试的屏蔽设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种用于无线测试的屏蔽设备，所述屏蔽设备包括：导杆、侧壁、定向天线和吸波层，其中；所述定向天线与导杆固定，所述吸波层设置与所述屏蔽设备的底面，所述侧壁设置在所述屏蔽设备的四周，所述导杆与所述侧壁的顶部配合固定；所述吸波层的覆盖区域大于定向天线的在所述屏蔽设备底面的主瓣辐射区域。本申请提供的技术方案具有成本低的优点。

Description

一种用于无线测试的屏蔽设备

技术领域

本申请涉及通信以及测试技术领域，具体涉及一种用于无线测试的屏蔽设备。

背景技术

随着无线设备（如手机、平板电脑等）的大量普及应用，用户对无线设备的需求量越来越大，对无线产品通信的速度、稳定性等质量要求越来越高，因此通信质量测试比不可少，通常在针对无线产品特性的无线测试中，如OTA（Over－the－Air ，空中下载）等，需借助屏蔽箱或电波暗室抑制辐射干扰，以实现给被测无线设备提供无干扰的测试环境。

现有的屏蔽箱或电波暗室在内壁铺设了电磁波吸波材料，对于屏蔽箱或电波暗室内壁需要布设大量的吸波材料，导致成本高，因此现有的屏蔽设备的成本高。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于无线测试的屏蔽设备，减少了吸波材料的铺设，降低了成本，所以其具有成本低的优点。

第一方面，本申请实施例提供一种用于无线测试的屏蔽设备，所述屏蔽设备包括：导杆、侧壁、定向天线和吸波层，其中；

所述定向天线与导杆固定，所述吸波层设置与所述屏蔽设备的底面，所述侧壁设置在所述屏蔽设备的四周，所述导杆与所述侧壁的顶部配合固定；

所述吸波层的覆盖区域大于定向天线的在所述屏蔽设备底面的主瓣辐射区域。

可选的，所述导杆与所述侧壁的顶部配合固定具体包括：

所述导杆与所述侧壁的顶部固定或所述导杆与所述侧壁的顶部沿高度方向移动式固定。

可选的，所述定向天线为旁瓣区域的第一角度以及后瓣区域的第二角度均小于预设角度的定向天线。

可选的，所述定向天线的主瓣中心线与所述吸波层垂直。

可选的，所述侧壁靠近底部设置有侧壁吸波层，所述侧壁吸波层与所述屏蔽设备底部的吸波层接触。

可选的，所述侧壁靠近底部设置有侧壁吸波层，所述侧壁吸波层与所述屏蔽设备底部的吸波层非接触。

可选的，所述侧壁整体设置有侧壁吸波层。

可选的，所述导杆靠近所述定向天线的一侧设置有顶部吸波层。

可选的，所述吸波层的形状为矩形、凹槽或碗状。

可选的，所述屏蔽设备还包括屏蔽罩，

所述屏蔽罩笼罩所述导杆、所述侧壁、所述定向天线和所述吸波层。

可选的，所述屏蔽罩为笼罩所述导杆、所述侧壁、所述定向天线和所述吸波层的5面屏蔽体或整体屏蔽体。

可选的，所述5面屏蔽体或整体屏蔽体为5面或6面表面导电连续的金属屏蔽体。

可选的，所述金属屏蔽体具体包括：钢材料屏蔽体或铜材料屏蔽体。

可选的，所述侧壁为拼装结构。

可选的，上述屏蔽设备还包括至少一个屏蔽层；所述至少一个屏蔽层设置在所述侧壁或所述导杆的外侧。

可选的，所述屏蔽罩或侧壁为拼装结构。

可选的，所述侧壁为拼装结构具体包括：

所述侧壁包括多个矩形块或多个正方形块，相邻两个矩形块之间配套设置有拼接部件或相邻两个正方形块之间配套设置有拼接部件。

可选的，所述屏蔽罩或侧壁为拼装结构具体包括：

所述屏蔽罩包括多个矩形块或多个正方形块，相邻两个矩形块之间配套设置有拼接部件或相邻两个正方形块之间配套设置有拼接部件。

可以看出，本申请提供的技术方案在屏蔽罩内部采用定向天线和吸波层的组合，屏蔽罩屏蔽了外界的干扰，对于定向天线，由于吸波层的覆盖区域大于定向天线的在所述屏蔽设备底面的主瓣辐射区域，对于定向天线，其主瓣方向接收的信号强度要高于其他方向，定向天线主瓣方向的信号也不会传递到侧壁，这样侧壁即无需布置吸波层，因此其可以减少吸波层的配置，降低成本，所以其具有成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是本申请实施例提供的一种无线测试场景示意图；

图1b是本申请实施例公开的用于无线测试的屏蔽设备的纵截面的示意图；

图2a是本申请实施例公开的一种全向天线与屏蔽罩之间的示意图；

图2b为全向天线的水平波瓣图；

图2c为全向天线的垂直波瓣图；

图3a是本申请实施例公开的一种定向天线与屏蔽罩之间的示意图；

图3b是本申请实施例公开的另一种定向天线与屏蔽罩之间的示意图；

图3c为定向天线的水平波瓣图；

图3d为定向天线的垂直波瓣图；

图3e为本申请提供的整体屏蔽罩示意图；

图4a为本申请提供的一种吸波层铺设示意图；

图4b为本申请提供的另一种吸波层铺设示意图；

图4c为本申请提供的又一种吸波层铺设示意图；

图4d为本申请提供的下一种吸波层铺设示意图；

图5a为本申请提供的侧壁一面的一种拼接示意图；

图5b为本申请提供的侧壁一面的另一种拼接示意图；

图5c为本申请提供的侧壁一面的组合拼接示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例所涉及到的无线设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备（如智能手机）、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备（user equipment，UE），移动台（mobile station，MS），终端设备（terminal device）等等。为方便描述，上面提到的设备统称为无线设备或电子设备。

无线电波包含电场和磁场，来自发射器，经由天线发出的信号会产生电磁场，无线电波又被称作电磁波，电磁场的特性变化取决于与天线的距离，电磁场从天线向外发出，越向外越不明显，特性也逐渐趋向平面，接收天线通常接收平面波。可变的电磁场经常划分为量部分—近场和远场。近场还未有正式的定义，通常，近场是指天线开始到被测物一个波长（λ）的距离。类似近场，远场的起始也没有统一的定义，有认为2λ、3λ或10λ以外，也有认为应该远远大于D*Dλ，如图1a所示，一般在针对无线产品特征的无线测试中，如OTA等，从测量的准确率考虑，通常要求选用远场条件下的测试。但事实上，传统的远场测试受地面反射波的影响较大，难以达到特别理想的测试精度，需要借助与较大空间的电波暗室，暗室内壁大量铺设吸波材料，这样导致其价格非常昂贵，测试受到成本制约。

参阅图1b，图1b为本申请提供的一种用于无线测试的屏蔽设备，该设备如图1b所示，包括：导杆10、定向天线11、侧壁12、吸波层13和屏蔽罩14（可选的）；导杆10、定向天线11、侧壁12、吸波层13，具体的，该定向天线11与导杆10固定，该吸波层13设置屏蔽设备的底面（如具有屏蔽罩，可以设置在屏蔽罩内侧的底部），吸波层13的覆盖区域大于定向天线11的在屏蔽设备底面的主瓣辐射区域，可选的，该定向天线11的主瓣中心线与吸波层13垂直，该侧壁12设置在吸波层13的四周，该导杆10与侧壁12的顶部配合固定（该配合固定包括但不限于：直接固定或沿高度方向移动式固定）。

本申请提供的技术方案在屏蔽罩内部采用定向天线和吸波层的组合，屏蔽罩屏蔽了外界的干扰，对于定向天线，由于所述吸波层的覆盖区域大于定向天线的在所述屏蔽设备底面的主瓣辐射区域，对于定向天线，其主瓣方向接收的信号强度要高于其他方向，定向天线主瓣方向的信号也不会传递到侧壁，这样侧壁即无需布置吸波层，因此其可以减少吸波层的配置，降低成本，所以其具有成本低的优点。

为了更好的说明本申请提供的技术方案的优点，下面结合附图来进行详细的说明。

参阅图2a，图2a为一种全向天线与屏蔽罩之间的示意图，如图2a所示，全向天线170的向外箭头表示全向天线的发射信号，向内箭头180表示反射信号，对于全向天线，由于其反射信号来自各个方向，因此全向天线的干扰也来自各个方向，为了消除全向天线的干扰，其需要将该屏蔽罩的4周6面均屏蔽（即顶面、底面、左侧面和右侧面、前侧面和后侧面），具体的方式为采用吸波材料铺设的方式，因此其成本会非常高。

参阅图2b以及图2c，图2b为全向天线的水平波瓣图，图2c为全向天线的垂直波瓣图，通过图2b以及图2c也可以非常明显的看出，对于全向天线在任何方向信号接收强度均相差不多。

参阅图3a，图3a一种定向天线与屏蔽罩之间的示意图，如图3a所示，定向天线11的向外箭头表示定向天线的发射信号，向内箭头180表示反射信号，对于定向天线，由于其反射信号来自正瓣方向(也可以称为主瓣111方向)，因此定向天线的干扰也来自正瓣方向，为了消除定向天线的干扰，其需要将该屏蔽罩的底部设置吸波材料（如图3b所示），参阅图3b，在底部铺设吸波材料以后的定向天线，由于定向天线11的正瓣的发射信号被吸波材料吸收，这样极大的减少了反射信号，进而避免了干扰，由于定向天线的特性，使得只需要在屏蔽罩底部铺设吸波材料，这样极大的减少了铺设吸波材料的面积，降低了成本。

参阅图3c和图3d，如图3c为一种定向天线的水平波瓣示意图，图3d为一种定向天线的垂直波瓣示意图。

如图3e所示，一种屏蔽设备的一种屏蔽罩的示意图，如图3e所示，该屏蔽罩为整体屏蔽罩（即6面屏蔽罩）。当然该屏蔽罩也可以为5面金属屏蔽体（如图3b所示），该金属屏蔽体具体可以为，钢材料屏蔽体或铜材料屏蔽体，当然还可以为其他金属材料的屏蔽体。

可选的，上述用于无线测试的屏蔽设备还可以包括至少一个屏蔽层，该屏蔽层设置在侧壁或导杆的外侧，这样对外部的电磁波信号进行一个屏蔽，避免外部的电磁波信号的干扰，提高屏蔽设备的测试效果。

通过上述附图2a-图3d的说明，本申请提供的技术方案具有如下优点。全向天线，即在水平方向表现为360°都均匀辐射，即无方向性，表现为360°都均匀辐射，被测件在各个方向发射电磁波经过屏蔽罩内壁会发射叠加，造成反射波，若使用全向天线，全向天线会接收有用波（被测件发出的电磁波）以及反射波，这样反射波就会对有用波造成干扰。采用如图1b所示的用于无线测试的屏蔽设备，采用定向天线和吸波层的组合，一方面，吸波层的吸波材料可以吸收被测件在该吸波材料所在方向所发出的电磁波，避免了传统地面对电磁波反射形成的反射波的影响，抑制了底层的反射波辐射干扰。另一方面，定向天线主要接收主瓣所覆盖区域的电磁波，即被测件所发出的有用波，而经过四周内壁造成的反射波属于定向天线的旁瓣或后瓣所覆盖区域，对于定向天线从旁瓣或后瓣所覆盖区域接收到的反射波具有较大的衰减，这样就减少了反射波对主瓣所覆盖区域接收的有用波的干扰，起到了抗干扰效果。

可选的，上述定向天线可以为，旁瓣112、后瓣113比较小（例如小于设定值）的定向天线，旁瓣、后瓣比较小的定向天线（即旁瓣区域的第一角度小于角度阈值且后瓣区域的第二角度也小于角度阈值），在旁瓣、后瓣的区域接收到的反射波具有很大的衰减，这样进一步降低了反射波对主瓣所覆盖区域接收的有用波的干扰，大大降低内壁反射造成的多径效应及杂散信号影响。对于旁瓣、后瓣比较小的含义具体可以包括：在旁瓣、后瓣所在方向发射及接收电磁波的强度极小或为零，旁瓣、后瓣较小，即其发射及接收电磁波的强度也接近于零，例如所述定向天线为旁瓣区域的第一角度天线增益以及后瓣区域的第二角度天线增益均小于定向天线预设角度增益。

可选的，上述屏蔽罩内四周可以有选择的铺设吸波材料，该选择方式包括但不限于，选择四周中的两个侧壁铺设吸波材料，当然也可以是选择四周中顶部铺设吸波材料，当还可以选择四周中两个侧壁的部分铺设吸波材料。具体的，如图4a、图4b、图4c和图4d所示，参阅如图4a、图4b、图4c和图4d，在屏蔽罩内四周的吸波材料可以吸收来自屏蔽罩内部叠加反射造成的反射波，减少定向天线主瓣部分接受这些反射干扰波、杂散波等等，达到更好的屏蔽效果。

对于屏蔽罩内的四周铺设吸波材料的面积位置可以依据实际情况调整，本申请提供的技术方案并不限制其具体的位置以及面积，如图4a、图4b、图4c和图4d所示的屏蔽设备仅仅是为了举例说明，本申请的技术方案中的屏蔽罩内的四周铺设吸波材料并不受如图4a、图4b、图4c和图4d所限定。

参阅图4a，图4a中该吸波材料在屏蔽罩内四周的两个侧壁均有铺设，并且两个侧壁铺设的吸波材料与屏蔽罩底部铺设的吸波材料相接触。如图4a所示，此种结构能够很好将被测件的一些非必要方向发射的电磁波进行吸收，避免过多的反射波的情况出现，具有提高抗干扰的效果。

参阅图4b，图4b中该吸波材料在屏蔽罩内四周的两个或四个侧壁均有铺设，并且两个或四个侧壁部分铺设的吸波材料与屏蔽罩底部铺设的吸波材料非接触。如图4b所示，此种结构能够很好将被测件的一些非必要方向发射的电磁波进行吸收，避免过多的反射波的情况出现，并且两个侧壁铺设的吸波材料与底部铺设的吸波材料非接触能够有效的减少两个或四个侧壁吸波材料的铺设面积，降低成本，所以其具有在抗干扰效果好且成本低的优点。

参阅图4c，图4c中该吸波材料在屏蔽罩内四周的两个或四个侧壁均有铺设，并且两个或四个侧壁全部铺设的吸波材料。如图4c所示，此种结构能够很好将被测件的一些非必要方向发射的电磁波进行吸收，并且对定向天线旁瓣的电磁波信号也能够很好的吸收，避免过多的反射波的情况出现，所以其具有在抗干扰效果好的优点。

参阅图4d，图4d中该吸波材料在屏蔽罩内四周的两个或四个侧壁和顶部均有铺设，并且两个或四个侧壁全部铺设的吸波材料，并且顶部也设置有吸波材料（顶部的吸波材料可以用于吸收定向天线后瓣的电磁波、主瓣或旁瓣的电磁波信号）。如图4d所示，此种结构能够很好将被测件的一些非必要方向发射的电磁波进行吸收，并且对定向天线旁瓣以及后瓣的电磁波信号也能够很好的吸收，避免过多的反射波的情况出现，所以其具有在抗干扰效果好的优点。

对于用于无线测试的屏蔽设备，由于其侧壁在不同的场景下需要不同的尺寸，例如，在远场测试或近场测试等场景中，需要定向天线与被测物体之间的距离是不确定的，在一些技术方案中，侧壁的尺寸是无法调整的，因此不同的测试场景即需要不同的屏蔽设备来进行支撑，所以其提高了成本。

为了使得本申请的屏蔽设备适用于多种测试场景，本申请的技术方案将该侧壁设置成拼接结构，将该屏蔽罩也设置成拼接结构，这样可以在确定屏蔽设备的尺寸以后，通过拼接方式来实现对侧壁和屏蔽罩的设置，设置成拼接结构以后，不仅仅侧壁以及屏蔽罩能够适应更多的测试场景，另外，设置成拼接结构以后，使得侧壁和屏蔽罩的运输成为可能，因此增加了更多的适应测试场景。

可选的，上述侧壁可以包括：多个矩形块或多个正方形块，相邻的两个矩阵块之间配套设置有拼接部件或相邻两个正方形块之间配套设置有拼接部件502。上述拼接部件包括但不限于：卡扣、螺栓、螺母等等。上述拼接部件优先选择介电常数较低的塑料，例如POM材料的卡口、螺栓、螺母等等。

可选的，如该侧壁包括多个矩阵块，单个矩形块的长宽比优先选择2:1。设置此长宽比的目的是为了方便将多个矩形块通过多种方式拼接，例如，参阅图5a，多个矩形块可以竖直拼接，如图5b，多个矩形块501可以水平拼接，如图5c，多个矩形块可以混合拼接。这种拼接方式使得一种尺寸的矩形块能够拼接出很多尺寸，并且尺寸的最小单位也可以随矩形块的宽度或长度来作为最小变化单位，能够减少了尺寸的最小粒度。

可选的，上述底层的吸波材料的表面形状可以为：平面、角锥、凹槽、碗状等多多种形状。对于凹槽或碗状相较于平面或角锥等，可以有效的吸收被测件在多个方向发射的电磁波信号，减少了被测件的反射波，提高了测试效果。

可选的，上述屏蔽罩的外部还可以包裹一个金属外层，该金属外层表面导电连续。将金属外层表面导电连续能够提高屏蔽罩的隔离度，提高屏蔽设备的屏蔽效果。

上述屏蔽设备可以用于各种无线协议的无线测试项目，该无线协议包括但不限于：3G、4G、5G、Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT、LoRa、ZigBee等，该无线测试项目包括但不限于：TXpower（无线设备的发射功率）、Rx Sen（接收灵敏度）、PER(丢包率)、Throughout（上下行吞吐量）、EVM（误差向量幅度）、Spectrum Mask（频谱遮罩）、IQ Constellation（矢量星座图）等项目，当然在实际应用中，也可以通过厂家的要求实现厂家定制或需要的测试项目。总之，本申请中的屏蔽设备并不局限具体的无线协议，也不局限具体的无线测试项目。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的部件以及连接关系并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如所述部件的划分，仅仅为一种命名方式的划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，所述屏蔽设备包括：导杆、侧壁、定向天线和吸波层，其中；

所述定向天线与导杆固定，其中，所述导杆与侧壁的顶部沿高度方向移动式固定，所述导杆的外侧还设置有至少一个屏蔽层以屏蔽外部的电磁波信号；

所述吸波层设置于所述屏蔽设备正对所述定向天线的底面，所述侧壁设置在所述屏蔽设备的四周，所述导杆与所述侧壁的顶部配合固定，且设置于底面的吸波材料的表面包括凹槽或者碗状；

所述吸波层的覆盖区域大于定向天线的在所述屏蔽设备底面的主瓣辐射区域，其中，当针对被测件的空中下载无线测试时，所述吸波层的吸波材料用于吸收被测件在所述吸波材料所在方向所发出的电磁波，抑制被测件所发出的电磁波在所述底面的反射波，经过所述侧壁内壁造成的反射波属于所述定向天线的旁瓣区域或后瓣区域所覆盖区域，所述被测件正对所述定向天线且邻近所述底面，所述定向天线接收所述被测件所发出的有用波中主瓣所覆盖区域的电磁波，所述旁瓣区域的第一角度小于角度阈值且所述后瓣区域的第二角度也小于角度阈值，并且所述定向天线为旁瓣区域的第一角度天线增益以及后瓣区域的第二角度天线增益均小于定向天线预设角度增益，以衰减所述定向天线从旁瓣或后瓣所覆盖区域接收到的自所述被测件出射并在内壁产生的反射波，并减少反射波对所述对主瓣所覆盖区域接收的自所述被测件出射的有用波的干扰；

所述侧壁为拼装结构;

所述侧壁包括多个矩形块，相邻两个矩形块之间配套设置有拼接部件，每个所述矩形块的长宽比为2:1，所述多个矩形块混合拼接，所述侧壁尺寸的最小单位也随所述矩形块的宽度或长度作为最小变化单位以减少所述侧壁尺寸的最小粒度。

2.根据权利要求1所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述定向天线的主瓣中心线与所述吸波层垂直。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述侧壁靠近底部设置有侧壁吸波层，所述侧壁吸波层与所述屏蔽设备底部的吸波层接触。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述侧壁靠近底部设置有侧壁吸波层，所述侧壁吸波层与所述屏蔽设备底部的吸波层非接触。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述侧壁整体设置有侧壁吸波层。

6.根据权利要求5所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述导杆靠近所述定向天线的一侧设置有顶部吸波层。

7.根据权利要求1所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，所述屏蔽设备还包括屏蔽罩，

所述屏蔽罩笼罩所述导杆、所述侧壁、所述定向天线和所述吸波层。

8.根据权利要求7所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述屏蔽罩为笼罩所述导杆、所述侧壁、所述定向天线和所述吸波层的5面屏蔽体或整体屏蔽体。

9.根据权利要求8所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述5面屏蔽体为5面或整体屏蔽体为6面表面导电连续的金属屏蔽体。

10.根据权利要求9所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述金属屏蔽体具体包括：钢材料屏蔽体或铜材料屏蔽体。

11.根据权利要求7所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，

所述屏蔽罩或所述屏蔽层为拼装结构。

12.根据权利要求11所述的用于无线测试的屏蔽设备，其特征在于，所述屏蔽罩或所述屏蔽层为拼装结构具体包括：

所述屏蔽罩或所述屏蔽层包括多个矩形块或多个正方形块，相邻两个矩形块之间配套设置有拼接部件或相邻两个正方形块之间配套设置有拼接部件。

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