FR2679383A1 - DECAMETRIC WAVE ANTENNA WITH REDUCED WIND GAUGE. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne les antennes en ondes décamétriques comportant au moins un rideau vertical de dipôles (d2, d3, d5 - d16) répartis par groupes sur différents niveaux. La forme sensiblement rectangulaire du rideau de dipôles des antennes connues est abandonnée au profit d'une forme plus étroite dans la partie élevée du rideau, grâce à un nombre de dipôles réduit dans les groupes de la partie élevée (d2-d3) par rapport à celui dans les groupes de la partie basse (d5-d8; d9-d12; d13-d16); le réflecteur (Rb) associé au rideau présente corrélativement une surface de plus faible largeur dans sa partie élevée que dans sa partie basse. Les performances n'en sont que légèrement affectées et la structure est sérieusement allégée. Application, en particulier, aux antennes rotatives.The invention relates to HF antennas comprising at least one vertical curtain of dipoles (d2, d3, d5 - d16) distributed in groups on different levels. The substantially rectangular shape of the dipole curtain of known antennas is abandoned in favor of a narrower shape in the upper part of the curtain, thanks to a reduced number of dipoles in the groups of the upper part (d2-d3) compared to the one in the groups of the lower part (d5-d8; d9-d12; d13-d16); the reflector (Rb) associated with the curtain correlatively has a surface of smaller width in its upper part than in its lower part. The performance is only slightly affected and the structure is seriously lightened. Application, in particular, to rotary antennas.
Description
Antenne en ondes décamétriques,Antenna in HF,
à prise au vent réduite.with reduced wind resistance.
La présente invention se rapporte aux antennes à réseaux de dipôles en ondes décamétriques et concerne plus particulièrement le problème de leur résistance au vent Ce problème se pose tout particulièrement mais pas uniquement, avec les antennes rideaux rotatives; c'est pourquoi la solution à ce problème sera étudiée, dans ce qui suit, avec de telles antennes L'adaptation de la solution à des antennes fixes, comme les antennes o le o les réseaux de dipôles sont tendus entre des mâts fixes, généralement verticaux, sera également The present invention relates to HF dipole array antennas and more particularly relates to the problem of their resistance to wind This problem arises particularly but not only, with rotating curtain antennas; this is why the solution to this problem will be studied, in what follows, with such antennas. The adaptation of the solution to fixed antennas, such as antennas where the dipole networks are stretched between fixed poles, generally verticals, will also be
mentionnée.mentioned.
Les antennes en ondes décamétriques, à réseau de dipôles, sont des antennes qui font plusieurs dizaines de mètres de haut et plusieurs dizaines de mètres d'envergure; certaines atteignent et même dépassent cent mètres de haut et cent mètres d'envergure Les antennes connues présentent des réseaux verticaux rectangulaires faits de dipôles régulièrement répartis en ligne superposées et en colonnes, et un réseau de dipôles d'antenne se présente sensiblement comme un rectangle ou un carré A ce réseau est associé un réflecteur généralement constitué de fils parallèles et ce réflecteur qui se présente sensiblement, lui aussi, comme un rectangle ou un carré de dimensions sensiblement supérieures à celles du réseau, est disposé parallèlement au réseau de dipôles Etant donné les dimensions d'une antenne en ondes décamétriques il est difficile et donc très coûteux d'assurer une bonne rigidité à l'antenne; quand cette rigidité n'est pas correctement assurée il en résulte, par vents forts, une modification importante, de ses caractéristiques d'adaptation; cette modification peut faire que l'émission est perturbée voire même qu'elle doit être HF antennas with dipole networks are antennas that are several tens of meters high and several tens of meters wide; some of them reach and even exceed one hundred meters high and one hundred meters wide. The known antennas have rectangular vertical networks made of dipoles regularly distributed in superposed lines and in columns, and a network of antenna dipoles is substantially like a rectangle or a square A network is associated a reflector generally consisting of parallel son and this reflector which is substantially also a rectangle or a square of dimensions substantially greater than those of the network, is arranged parallel to the dipole network Given the dimensions of an HF antenna it is difficult and therefore very expensive to ensure good rigidity on the antenna; when this rigidity is not properly ensured, strong winds result in a significant change in its adaptation characteristics; this modification may cause the program to be disturbed or even to be
arrêtée.stopped.
La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le The present invention aims to avoid or, for the
moins, de réduire ces inconvénients. least, to reduce these disadvantages.
Ceci est obtenu en particulier en donnant aux dipôles, dans le rideau, une répartition différente de celle selon l'art connu, c'est-à-dire différente d'un rectangle ou d'un carré. Selon l'invention il est proposé une antenne en ondes décamétriques comportant un réflecteur vertical et un rideau vertical conçus pour travailler dans une gamme de fréquences donnée, le rideau étant fait de dipôles rayonnants répartis par groupes sur N niveaux différents, avec N entier au moins égal à 2, caractérisée en ce que, pour des raisons de résistance au vent, le nombre de dipôles du groupe situé au niveau le plus élevé est inférieur d'au moins une unité à celui du groupe situé au niveau le plus bas et en ce que, entre deux quelconques des groupes, le groupe supérieur a un nombre de dipôles au plus This is achieved in particular by giving the dipoles in the curtain a distribution different from that according to the known art, that is to say different from a rectangle or a square. According to the invention there is provided an HF antenna comprising a vertical reflector and a vertical curtain designed to work in a given frequency range, the curtain being made of radiating dipoles distributed in groups on N different levels, with N whole at least equal to 2, characterized in that, for reasons of wind resistance, the number of dipoles of the group at the highest level is at least one less than that of the group at the lowest level and that, between any two groups, the upper group has a number of dipoles at most
égal à celui du groupe inférieur. equal to that of the lower group.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres The present invention will be better understood and others
caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description characteristics will appear with the help of the description
ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: les figures 1 et 2, respectivement des vues de face et de côté d'une antenne selon l'art connu, les figures 2 et 3, deux vues de face relatives FIGS. 1 and 2, respectively front and side views of an antenna according to the known art, FIGS. 2 and 3, two relative front views.
respectivement à deux antennes selon l'invention. respectively to two antennas according to the invention.
Sur les différentes figures les éléments In the different figures the elements
correspondants sont désignés par les mêmes repères. correspondents are designated by the same references.
Les figures 1 et 2 représentent une antenne rotative, double, pour ondes décamétriques, de 82 mètres de haut et 76 mètres d'envergure, qui comporte un support et deux antennes proprement dites: une antenne gamme basse travaillant dans les bandes radio de 6 à 11 M Hz et une antenne gamme Figures 1 and 2 show a rotating antenna, double, for HF, 82 meters high and 76 meters wingspan, which includes a support and two antennas themselves: a low-range antenna working in radio bands from 6 to 11 M Hz and a range antenna
haute travaillant dans les bandes radio de 11 à 26 M Hz. high working in radio bands from 11 to 26 M Hz.
Le support comporte une base creuse, en maçonnerie, formant un local L à l'intérieur duquel sont placés des émetteurs et un ensemble mécanique avec un arbre moteur qui entraîne en rotation une couronne C disposée sur le toit du local Cette couronne est solidaire de l'extrémité inférieure d'un mât vertical M sur lequel sont fixés quatre poutres horizontales Pl à P 4 disposées dans un même plan vertical; quarante poutrelles telles que bl à b 4 et Bl à B 6 sont solidaires à leur première extrémité du mât M Des barres rigides constituant des béquilles, telles que Tl et T 2, ou des entretoises, telles que T 3 sont montées aux extrémités des poutres Pl à P 4, et sont disposées sensiblement dans le plan de ces poutres; les deux entretoises telles que T 3, permettent à la poutre P 2 de soutenir la poutre Pi Des haubans, tels que H 1 et H 2, relient, en oblique, les poutres au mât Le mât comporte trois parties: un fût vertical cylindrique à section transversale circulaire, Ml, surmonté d'une poutre verticale en treillis, M 2, elle-même surmontée d'un assemblage M 3 formé de deux barres soudées à l'une de leurs extrémités pour former un The support comprises a hollow base, masonry, forming a local L inside which are placed emitters and a mechanical assembly with a motor shaft which rotates a ring C arranged on the roof of the room This crown is secured to the lower end of a vertical mast M on which are fixed four horizontal beams Pl to P 4 disposed in the same vertical plane; forty beams such as bl to b 4 and Bl to B 6 are integral at their first end of the mast M Rigid bars constituting crutches, such as T1 and T 2, or spacers, such as T 3 are mounted at the ends of the beams Pl to P 4, and are arranged substantially in the plane of these beams; the two spacers such as T 3, allow the beam P 2 to support the beam Pi Cable stays, such as H 1 and H 2, connect, obliquely, the beams to the mast The mast has three parts: a cylindrical vertical shaft to circular cross section, Ml, surmounted by a vertical lattice beam, M 2, itself surmounted by an assembly M 3 formed of two bars welded at one of their ends to form a
angle aigu à pointe tournée vers le haut. acute angle with tip turned upwards.
L'antenne gamme basse est une antenne du type HR 4/4/0 5, c'est-à-dire qu'elle comporte un rideau de dipôles horizontaux, H, à réflecteur, R avec 4 dipôles demi-onde repliés par ligne et 4 par colonne dans le rideau et avec une hauteur de la première ligne de dipôles par rapport au sol égale à 0,5 fois la longueur d'onde moyenne de fonctionnement de cette antenne Le rideau de dipôles de l'antenne gamme basse est ainsi constitué de 16 dipôles dl à dl G fixés sur les extrémités libres de 16 des 40 poutrelles, comme les poutrelles bl à b 4; ces dipôles sont disposés dans un même plan vertical parallèle au plan vertical des poutres Pl à P 4 Il est à noter que sur la figure 1 comme d'ailleurs sur les figures 3 et 4 les différents dipôles sont représentés de face par des traits épais dans leur partie rigide et par des traits fins parallèles dans leur partie filaire C'est entre le plan vertical des dipôles dl à d 16 et le plan vertical des poutres ou, plus exactement, dans le plan des faces avant des poutres Pl à P 4 qu'est disposé un troisième plan vertical, parallèle aux deux premiers, fait d'une nappe de fils horizontaux et constituant le réflecteur Rb de l'antenne gamme basse; les fils horizontaux de ce réflecteur sont maintenus par un câble de bordure Cl qui passe par le sommet du mât M et par les extrémités libres des barres constituant des béquilles telles que Tl et T 2; l'écartement entre les fils horizontaux du réflecteur Rb est conservé à l'aide de câbles verticaux tels que Kl, sur lesquels les fils horizontaux sont fixés à intervalles réguliers Le réflecteur Rb de l'antenne gamme basse n'a pas été dessiné en entier sur la figure 1, de manière à permettre de voir l'antenne gamme haute qui se trouve placée derrière lui, et, sur la figure 2, il a été représenté schématiquement par une ligne en traits interrompus qui symbolise sa trace dans le plan The low range antenna is an antenna of the type HR 4/4/0 5, that is to say it comprises a curtain of horizontal dipoles, H, reflector, R with 4 half-wave dipoles folded by line and 4 per column in the curtain and with a height of the first line of dipoles with respect to the ground equal to 0.5 times the average wavelength of operation of this antenna The dipole curtain of the low range antenna is thus consisting of 16 dipoles dl to dl G fixed on the free ends of 16 of the 40 beams, such as beams b1 to b4; these dipoles are arranged in the same vertical plane parallel to the vertical plane of the beams P1 to P4. It should be noted that in FIG. 1, as elsewhere in FIGS. 3 and 4, the various dipoles are represented on the face by thick lines in FIG. their rigid part and by parallel fine lines in their wire part It is between the vertical plane of the dipoles dl to d 16 and the vertical plane of the beams or, more exactly, in the plane of the front faces of the beams Pl to P 4 qu is disposed a third vertical plane, parallel to the first two, made of a sheet of horizontal son and constituting the reflector Rb of the low range antenna; the horizontal son of this reflector are held by a border wire C1 which passes through the top of the mast M and by the free ends of the bars constituting crutches such as T1 and T 2; the spacing between the horizontal wires of the reflector Rb is preserved by means of vertical cables such as K1, on which the horizontal wires are fixed at regular intervals. The reflector Rb of the low-range antenna has not been drawn in its entirety in Figure 1, so as to allow to see the high range antenna which is placed behind him, and in Figure 2, it has been shown schematically by a dashed line which symbolizes its trace in the plane
de la figure.of the figure.
L'antenne gamme haute est une antenne du type HR 4/6/O 75, c'est-à-dire qu'elle comporte un rideau de dipôles horizontaux, H, à réflecteur, R, avec 4 dipôles demi-onde repliés par ligne et 6 par colonne dans le rideau et avec une hauteur de la première ligne de dipôles par rapport au sol égale à 0,75 fois la longueur d'onde moyenne de fonctionnement de cette antenne Le rideau de dipôles de l'antenne gamme haute est donc constitué de 24 dipôles, Dl à D 24, fixés sur les extrémités libres de 24 des 40 poutrelles, comme les poutrelles Bl à B 6; ces dipôles sont disposés dans un même plan vertical parallèle au plan vertical des poutres Pl à P 4 Quant au réflecteur, Rh, de l'antenne gamme haute il est fait d'une nappe verticale de fils horizontaux disposée dans le plan des faces arrières des poutres Pl à P 4, entre le réflecteur Rb et le réseau de dipôles de l'antenne gamme haute; les fils horizontaux du réflecteur Rh sont maintenus dans un cadre délimité par la poutre supérieure Pl, par des câbles de bordure tels que C 2, maintenus à leur extrémité inférieure par deux béquilles telles que T 4 solidaires à une de leurs extrémités de la poutre Inférieure P 4; l'écartement entre les fils horizontaux du réflecteur Rh est conservé à l'aide de câbles verticaux tels que K 2, sur lesquels les fils horizontaux sont fixés à intervalles réguliers Comme le réflecteur Rb, le réflecteur Rh n'a pas été représenté en entier sur la figure 1 afin de laisser voir le rideau de dipôles de l'antenne gamme haute qui se trouve derrière lui, et, sur la figure 2, il a été représenté schématiquement par une ligne en traits interrompus qui symbolise sa trace dans le plan de la figure. Du fait des dimensions géométriques de l'antenne selon les figures 1 et 2 et donc des surfaces que constituent les deux rideaux de dipôles et les deux réflecteurs, le vent engendre dans la structure de l'antenne des efforts importants qui doivent être transmis vers le sol Or la pression dynamique du vent croît avec la hauteur, c'est-à- dire que les efforts prépondérants sont engendrés par le vent dans les parties hautes de la structure d'antenne et l'effet est encore amplifié du fait que le bras de levier par rapport au sol est évidemment le plus long dans les parties hautes De plus les parties hautes de l'antenne augmentent très fortement les périodes d'oscillation de la structure, or plus la période est grande, plus l'effet dynamique du vent est amplifié Ceci a conduit à penser à modifier l'antenne des figures 1 et 2, dans ses parties The high-range antenna is an antenna of the type HR 4/6 / O 75, that is to say it comprises a curtain of horizontal dipoles, H, with reflector, R, with 4 half-wave dipoles bent by line and 6 per column in the curtain and with a height of the first line of dipoles relative to the ground equal to 0.75 times the average wavelength of operation of this antenna The dipole curtain of the high-range antenna is therefore constituted of 24 dipoles, D1 to D 24, fixed on the free ends of 24 of the 40 beams, such as the beams B1 to B6; these dipoles are arranged in the same vertical plane parallel to the vertical plane of the beams P1 to P4. As for the reflector, Rh, of the high-range antenna, it is made of a vertical sheet of horizontal wires arranged in the plane of the rear faces of the beams P1 to P4, between the reflector Rb and the dipole array of the high-range antenna; the horizontal wires of the reflector Rh are held in a frame delimited by the upper beam P1, by border cables such as C 2, held at their lower end by two crutches such as T 4 integral with one of their ends of the lower beam. P 4; the spacing between the horizontal wires of the reflector Rh is preserved by means of vertical cables such as K 2, on which the horizontal wires are fixed at regular intervals. Like the reflector Rb, the reflector Rh has not been represented in its entirety in FIG. 1 in order to show the dipole curtain of the high-range antenna which is behind it, and in FIG. 2 it has been schematically represented by a dashed line which symbolizes its trace in the plane of the figure. Due to the geometrical dimensions of the antenna according to FIGS. 1 and 2 and therefore of the surfaces constituted by the two dipole curtains and the two reflectors, the wind generates in the structure of the antenna significant forces which must be transmitted to the antenna. Soil The dynamic pressure of the wind increases with the height, that is to say that the predominant forces are generated by the wind in the upper parts of the antenna structure and the effect is further amplified by the fact that the arm However, the higher parts of the antenna greatly increase the oscillation periods of the structure, and the longer the period is, the greater the dynamic effect of the wind. This has led to think about changing the antenna of Figures 1 and 2, in its parts
hautes.high.
Les figures 3 et 4 sont deux exemples de réalisation d'antennes obtenues par des modifications des parties hautes de l'antenne selon les figures 1 et 2 Ces modifications ont apporté un coût nettement plus faible de l'antenne en particulier du fait que le mât M et la base creuse L n'ayant pas à subir des efforts aussi importants, sont moins FIGS. 3 and 4 are two exemplary embodiments of antennas obtained by modifications of the upper parts of the antenna according to FIGS. 1 and 2. These modifications have brought a much lower cost for the antenna, in particular because the mast M and the hollow base L not having to undergo such large efforts, are less
coûteux à réaliser.expensive to make.
L'antenne selon la figure 3 correspond a l'antenne selon les figures 1 et 2 dans laquelle ont été supprimés les dipôles dl et d 4 de l'antenne gamme basse et, en conséquence, la longueur de la poutre supérieure Pl a été réduite de près des deux tiers, les deux entretoises telles que T 3 ont été remplacées par deux poutrelles obliques, telles que J, qui s'appuient sur le mât et soutiennent la poutre Pl la surface du réflecteur gamme basse, Rb, a été fortement réduite par suppression de ses coins supérieurs, la fixation des fils de ce réflecteur restant assurée de la même façon mais avec de nouvelles béquilles, telles que T 5 à T 6, aux extrémités des poutres Pl et P 2 la surface du réflecteur gamme haute, Rh, a été légèrement réduite du fait d'une modification, dans ses deux coins supérieurs, de son système de fixation: prolongation vers le haut des câbles de bordure tels que The antenna according to FIG. 3 corresponds to the antenna according to FIGS. 1 and 2 in which the dipoles d1 and d4 of the low range antenna have been removed and, consequently, the length of the upper beam P1 has been reduced. by nearly two-thirds, the two spacers such as T 3 have been replaced by two oblique beams, such as J, which rest on the mast and support the beam P1 the surface of the low-range reflector, Rb, has been greatly reduced by removing its upper corners, the fixing of the son of this reflector remaining ensured in the same way but with new crutches, such as T 5 to T 6, at the ends of the beams Pl and P 2 the surface of the high-range reflector, Rh , has been slightly reduced due to a modification, in its two upper corners, of its fastening system: upward extension of the border cables such as
C 2, en raison de la réduction de longueur de la poutre Pi. C 2, due to the reduction in length of the beam Pi.
La comparaison de l'antenne selon la figure 3 à l'antenne selon les figures 1 et 2 donne les résultats suivants: pas de modification des performances de l'antenne gamme haute réduction de l'ordre de 0, 5 d B du gain de l'antenne gamme basse pointage en site relevé de 0, 8 degré pour l'antenne gamme basse; ceci peut être réduit en fournissant plus de puissance aux dipôles supérieurs gain de poids d'environ 15 % sur la partie de l'antenne située au dessus de la base L. L'antenne selon la figure 4 correspond à l'antenne selon les figures 1 et 2 dans laquelle ont été supprimés les dipôles dl, d 4, d 5, d 8 de l'antenne gamme basse et les dipôles Dl, D 4, D 5, D 8 de l'antenne gamme haute Ces suppressions ont permis une réduction de près des deux tiers de la longueur des poutres Pl et P 2 et une réduction des surfaces des réflecteurs Rb et Rh par une suppression de leurs coins supérieurs; et il est à noter que cette suppression est nettement plus importante The comparison of the antenna according to FIG. 3 with the antenna according to FIGS. 1 and 2 gives the following results: no modification of the performance of the high-range antenna of the order of 0.5 dB of the gain of the antenna range low pointing in raised site of 0, 8 degree for the antenna low range; this can be reduced by providing more power to the upper dipoles weight gain of about 15% on the part of the antenna located above the base L. The antenna according to Figure 4 corresponds to the antenna according to the figures 1 and 2 in which were deleted the dipoles dl, d 4, d 5, d 8 of the low range antenna and the dipoles D1, D4, D5, D8 of the high range antenna These deletions allowed a reducing by almost two thirds the length of the beams P1 and P2 and a reduction of the surfaces of the reflectors Rb and Rh by a suppression of their upper corners; and it should be noted that this deletion is significantly more important
que dans le cas de l'antenne selon la figure 3. than in the case of the antenna according to Figure 3.
La comparaison de l'antenne selon la figure 4 à l'antenne selon les figures 1 et 2 donne les résultats suivants réduction de l'ordre de 1 à 1,5 d B, selon la fréquence, du gain de l'antenne gamme basse dont l'angle de site est relevé de 1 à 1,5 degrés, selon la fréquence, réduction de l'ordre de 0,8 à 1 d B, selon la fréquence, du gain de l'antenne gamme haute dont l'angle de site est relevé de 1 degré, et il est à noter que, là encore, la modification de l'angle de pointage peut être réduite en fournissant plus de puissance aux dipôles supérieurs, c'est-à-dire aux dipôles des lignes comportant moins de dipôles que la ligne la plus basse du The comparison of the antenna according to FIG. 4 with the antenna according to FIGS. 1 and 2 gives the following results reduction of the order of 1 to 1.5 dB, depending on the frequency, of the gain of the low range antenna. whose elevation angle is raised from 1 to 1.5 degrees, depending on the frequency, reduction of the order of 0.8 to 1 d B, depending on the frequency, of the gain of the high-range antenna whose angle of site is raised by 1 degree, and it should be noted that, again, the modification of the pointing angle can be reduced by providing more power to the upper dipoles, that is to say the dipoles of the lines comprising fewer dipoles than the lowest line of the
réseau considéré.considered network.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits, c'est ainsi qu'elle s'applique d'une façon très générale aux antennes fixes ou rotatives, en ondes décamétriques, comportant au moins un rideau vertical de dipôles répartis par groupes sur différents niveaux avec moins de dipôles au niveau le plus élevé qu'au niveau le plus bas et, entre deux quelconques des niveaux, un nombre de dipôles dans le groupe supérieur au plus égal à celui dans le groupe inférieur Le nombre de dipôles dans certains des groupes peut d'ailleurs être impair et pair dans les autres, dans quel cas, sans que ce soit une obligation, la symétrie du rideau pourra être conservée en décalant les dipôles des groupes pairs par rapport aux dipôles des groupes impairs, c'est-à-dire en ne conservant pas l'arrangement en colonne entre les dipôles des The present invention is not limited to the examples described, it is thus that it applies in a very general way to fixed or rotary antennas, in HF, comprising at least one vertical curtain of dipoles distributed in groups on different levels with fewer dipoles at the highest level than at the lowest level and, between any two levels, a number of dipoles in the upper group at most equal to that in the lower group The number of dipoles in some of the groups may be odd and even in others, in which case, without being an obligation, the symmetry of the curtain may be preserved by shifting the dipoles of the even groups with respect to the dipoles of the odd groups, that is, that is, by not keeping the columnar arrangement between the dipoles of the
différents niveaux.different levels.
L'invention a été décrite avec des dipoles demi-onde repliés, elle s'applique également aux cas o les dipôles sont de types différents et en particulier aux cas o les dipôles The invention has been described with folded half-wave dipoles, it also applies to cases where the dipoles are of different types and in particular to the cases where the dipoles
sont, par exemple, des dipôles onde entière. are, for example, whole wave dipoles.
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EP0002233A1 (en) * | 1977-11-24 | 1979-06-13 | BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Mannheim | Rotatable short-wave antenna support |
EP0403341A1 (en) * | 1989-06-13 | 1990-12-19 | Thomson-Csf | Rotary dipole antenna for decametric waves |
-
1991
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1992
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- 1992-07-17 YU YU71092A patent/YU71092A/en unknown
- 1992-07-18 CN CN 92105632 patent/CN1068912A/en active Pending
Patent Citations (2)
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Also Published As
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CZ220492A3 (en) | 1993-02-17 |
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