JP2000009822A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP2000009822A JP2000009822A JP10180797A JP18079798A JP2000009822A JP 2000009822 A JP2000009822 A JP 2000009822A JP 10180797 A JP10180797 A JP 10180797A JP 18079798 A JP18079798 A JP 18079798A JP 2000009822 A JP2000009822 A JP 2000009822A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 多チャンネルアンテナを備えたレーダ装置に
おいて小型化を可能とする。 【解決手段】 方向性結合器アレイ１２と、ミキサアレ
イ１５と、受信用アンテナアレイ１４と、送信信号発生
器１１と、送信アンテナ１３と、信号処理回路とを備え
る。方向性結合器アレイは、第１導波管と第２導波管と
がスリットの形成された共通壁を隔てて直交した十字形
方向性結合器を多数備え、各第１導波管が連続して各第
２導波管の開口が同一平面状に配列されたものである。
ミキサアレイは、各第２導波管の開口に一方の入力端が
対向し他方の入力端がその反対側に位置する複数のミキ
サが配列されたものである。受信用アンテナアレイは、
各ミキサの他方の入力端に接続する複数の素子アンテナ
が配列されたものであり、送信信号発生器は、第１導波
管の一方の開口端に接続するものである。送信アンテナ
は、第１導波管の他方の開口端に接続される。
おいて小型化を可能とする。 【解決手段】 方向性結合器アレイ１２と、ミキサアレ
イ１５と、受信用アンテナアレイ１４と、送信信号発生
器１１と、送信アンテナ１３と、信号処理回路とを備え
る。方向性結合器アレイは、第１導波管と第２導波管と
がスリットの形成された共通壁を隔てて直交した十字形
方向性結合器を多数備え、各第１導波管が連続して各第
２導波管の開口が同一平面状に配列されたものである。
ミキサアレイは、各第２導波管の開口に一方の入力端が
対向し他方の入力端がその反対側に位置する複数のミキ
サが配列されたものである。受信用アンテナアレイは、
各ミキサの他方の入力端に接続する複数の素子アンテナ
が配列されたものであり、送信信号発生器は、第１導波
管の一方の開口端に接続するものである。送信アンテナ
は、第１導波管の他方の開口端に接続される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレーアンテナを
備えたレーダ装置に関するものであり、特に、ＤＢＦ
（ディジタル・ビーム・フォーミング）に適したレーダ
装置に関するものである。
備えたレーダ装置に関するものであり、特に、ＤＢＦ
（ディジタル・ビーム・フォーミング）に適したレーダ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＤＢＦレーダ装置では、複数の素子アン
テナからなる受信アンテナを備える。素子アンテナ別の
各受信チャネルにはそれぞれミキサが設けられ、各ミキ
サではチャネル別に受信した受信信号に送信信号の一部
がローカル信号としてミキシングされる。送信信号にＦ
Ｍ−ＣＷ（周波数変調連続波）が用いられるＦＭ−ＣＷ
レーダ装置の場合には、このミキシングにより、受信チ
ャネル別のビート信号が得られる。
テナからなる受信アンテナを備える。素子アンテナ別の
各受信チャネルにはそれぞれミキサが設けられ、各ミキ
サではチャネル別に受信した受信信号に送信信号の一部
がローカル信号としてミキシングされる。送信信号にＦ
Ｍ−ＣＷ（周波数変調連続波）が用いられるＦＭ−ＣＷ
レーダ装置の場合には、このミキシングにより、受信チ
ャネル別のビート信号が得られる。
【０００３】各ビート信号はＡ／Ｄ変換された後、信号
処理回路部においてＦＦＴ処理およびＤＢＦ処理が行わ
れる。ＤＢＦ処理では、所望の方位に受信ビームを向け
ることができるため、方位を次々とずらすことにより、
ステップ走査が達成される。受信ビームが向けられた方
位については、それぞれターゲットの距離と速度が検出
され、これらのデータを統合してターゲットの検知が行
われる。
処理回路部においてＦＦＴ処理およびＤＢＦ処理が行わ
れる。ＤＢＦ処理では、所望の方位に受信ビームを向け
ることができるため、方位を次々とずらすことにより、
ステップ走査が達成される。受信ビームが向けられた方
位については、それぞれターゲットの距離と速度が検出
され、これらのデータを統合してターゲットの検知が行
われる。
【０００４】ところで、各受信チャネルのミキサに送信
信号の一部を供給する方法として、特開平３−１４３１
０４号の「電子走査アンテナ」に記載されているよう
に、電力分配器を多段構成したものを用いるものがあ
る。まず、初段の電力分配器で送信信号の一部を２つに
分配する。２段目では２つの電力分配器を用意し、初段
の電力分配器の２つの出力にそれぞれ電力分配器を結合
し、それぞれにつき２分配する。これにより、トータル
で４分配された送信信号を得る。以下、同様にして、必
要な分配数まで増加させ、最終段の出力をそれぞれ各受
信チャネルのミキサに接続する。
信号の一部を供給する方法として、特開平３−１４３１
０４号の「電子走査アンテナ」に記載されているよう
に、電力分配器を多段構成したものを用いるものがあ
る。まず、初段の電力分配器で送信信号の一部を２つに
分配する。２段目では２つの電力分配器を用意し、初段
の電力分配器の２つの出力にそれぞれ電力分配器を結合
し、それぞれにつき２分配する。これにより、トータル
で４分配された送信信号を得る。以下、同様にして、必
要な分配数まで増加させ、最終段の出力をそれぞれ各受
信チャネルのミキサに接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の送信信号分
配方法によると、受信チャネル数の増大に伴って電力分
配器も増加させる必要がある。電力分配器の増加は装置
の大型化をもたらし、小型・軽量であることが要求され
る用途には適用が困難であった。換言すると、小型・軽
量であることが重要な車載用レーダ装置等においては、
大きさの制約から受信チャネル数を制限せざるを得なく
なり、解像度の高いレーダ検知を断念せざるを得ないと
いう事態が生じていた。
配方法によると、受信チャネル数の増大に伴って電力分
配器も増加させる必要がある。電力分配器の増加は装置
の大型化をもたらし、小型・軽量であることが要求され
る用途には適用が困難であった。換言すると、小型・軽
量であることが重要な車載用レーダ装置等においては、
大きさの制約から受信チャネル数を制限せざるを得なく
なり、解像度の高いレーダ検知を断念せざるを得ないと
いう事態が生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のレーダ装置は、
このような問題を解決するためになされたものであり、
方向性結合器アレイと、ミキサアレイと、受信用アンテ
ナアレイと、送信信号発生器と、送信アンテナと、信号
処理回路とを備えている。
このような問題を解決するためになされたものであり、
方向性結合器アレイと、ミキサアレイと、受信用アンテ
ナアレイと、送信信号発生器と、送信アンテナと、信号
処理回路とを備えている。
【０００７】ここに、方向性結合器アレイは、第１導波
管と第２導波管とが結合穴の形成された共通壁を隔てて
直交した十字形方向性結合器を多数備え、各第１導波管
が連続しており、各第２導波管の一方の開口が同一平面
状に配列されたものである。ミキサアレイは、各第２導
波管の開口に一方の入力端が対向し他方の入力端がその
反対側に位置する複数のミキサが配列されたものであ
る。
管と第２導波管とが結合穴の形成された共通壁を隔てて
直交した十字形方向性結合器を多数備え、各第１導波管
が連続しており、各第２導波管の一方の開口が同一平面
状に配列されたものである。ミキサアレイは、各第２導
波管の開口に一方の入力端が対向し他方の入力端がその
反対側に位置する複数のミキサが配列されたものであ
る。
【０００８】受信用アンテナアレイは、各ミキサの他方
の入力端に接続する複数の素子アンテナが配列されたも
のであり、送信信号発生器は、第１導波管の一方の開口
端に接続するものである。送信アンテナは、第１導波管
の他方の開口端に接続されており、信号処理回路は、複
数のミキサの各出力信号を入力してターゲット検知処理
を行うものである。
の入力端に接続する複数の素子アンテナが配列されたも
のであり、送信信号発生器は、第１導波管の一方の開口
端に接続するものである。送信アンテナは、第１導波管
の他方の開口端に接続されており、信号処理回路は、複
数のミキサの各出力信号を入力してターゲット検知処理
を行うものである。
【０００９】このレーダ装置によれば、受信チャネル数
（受信用送信アンテナ数）の増大に伴ってミキサの数お
よび方向性結合器の数が増大するが、これらがいずれも
アレイ状に整然と配列されるため、コンパクトに納める
ことができ、装置の大型化を抑制できる。
（受信用送信アンテナ数）の増大に伴ってミキサの数お
よび方向性結合器の数が増大するが、これらがいずれも
アレイ状に整然と配列されるため、コンパクトに納める
ことができ、装置の大型化を抑制できる。
【００１０】特に、２次元方向のビーム走査を行うため
に素子アンテナを２次元配列した場合には、ミキサおよ
び十字形方向性結合器も２次元配列されることになり、
集積率がさらに向上する。
に素子アンテナを２次元配列した場合には、ミキサおよ
び十字形方向性結合器も２次元配列されることになり、
集積率がさらに向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
レーダ装置の回路構成を示す図である。このレーダ装置
は、連続波（ＣＷ）に周波数変調（ＦＭ）を掛けた送信
信号を用いるＦＭ−ＣＷレーダ装置であり、且つ、ディ
ジタル・ビーム・フォーミング処理を行うＤＢＦレーダ
装置である。
レーダ装置の回路構成を示す図である。このレーダ装置
は、連続波（ＣＷ）に周波数変調（ＦＭ）を掛けた送信
信号を用いるＦＭ−ＣＷレーダ装置であり、且つ、ディ
ジタル・ビーム・フォーミング処理を行うＤＢＦレーダ
装置である。
【００１２】送信信号発生器１１は、中心周波数がｆ０
（たとえば６０ＧＨｚ）の電圧制御型発振器（ＶＣＯ）
と、このＶＣＯに変調電圧を与える変調器とを備え、ｆ
０±ΔＦの被変調波（送信信号）を出力する。送信信号
は送信アンテナ１３から放射される。
（たとえば６０ＧＨｚ）の電圧制御型発振器（ＶＣＯ）
と、このＶＣＯに変調電圧を与える変調器とを備え、ｆ
０±ΔＦの被変調波（送信信号）を出力する。送信信号
は送信アンテナ１３から放射される。
【００１３】送信信号発生器１１と送信アンテナ１３と
の間には、方向性結合器アレイ１２が設けられており、
方向性結合器アレイ１２はｎ個の方向性結合器１２−１
〜１２−ｎにより構成されている。
の間には、方向性結合器アレイ１２が設けられており、
方向性結合器アレイ１２はｎ個の方向性結合器１２−１
〜１２−ｎにより構成されている。
【００１４】受信アンテナアレイ１４は、ｎ個の素子ア
ンテナ１４−１〜１４−ｎで構成されており、各素子ア
ンテナはミキサアレイ１５を構成するｎ個のミキサ１５
−１〜１５−ｎの一方の入力端に接続されている。
ンテナ１４−１〜１４−ｎで構成されており、各素子ア
ンテナはミキサアレイ１５を構成するｎ個のミキサ１５
−１〜１５−ｎの一方の入力端に接続されている。
【００１５】ミキサ１５−１〜１５−ｎの他方の入力端
には、方向性結合器１２−１〜１２−ｎの出力端子が接
続されており、送信信号発生器１１から出力された送信
信号の一部が方向性結合器１２−１〜１２−ｎを介して
各ミキサ１５−１〜１５−ｎに供給される。
には、方向性結合器１２−１〜１２−ｎの出力端子が接
続されており、送信信号発生器１１から出力された送信
信号の一部が方向性結合器１２−１〜１２−ｎを介して
各ミキサ１５−１〜１５−ｎに供給される。
【００１６】各ミキサ１５−１〜１５−ｎでは、素子ア
ンテナ１４−１〜１４−ｎで受信した受信信号に送信信
号の一部をローカル信号としてミキシングする。これに
より、受信信号はビート信号にダウンコンバートされ
る。
ンテナ１４−１〜１４−ｎで受信した受信信号に送信信
号の一部をローカル信号としてミキシングする。これに
より、受信信号はビート信号にダウンコンバートされ
る。
【００１７】信号処理回路１６は、ミキサ１５−１〜１
５−ｎからの受信チャネル別のビート信号を入力し、こ
れらをＡ／Ｄ変換した後、ＦＦＴ処理およびＤＢＦ処理
を行い、ターゲットの距離、速度および方位を検知す
る。
５−ｎからの受信チャネル別のビート信号を入力し、こ
れらをＡ／Ｄ変換した後、ＦＦＴ処理およびＤＢＦ処理
を行い、ターゲットの距離、速度および方位を検知す
る。
【００１８】図２はこのレーダ装置の外観を示す斜視図
であり、図３は方向性結合器アレイ１２の外観を示す斜
視図である。
であり、図３は方向性結合器アレイ１２の外観を示す斜
視図である。
【００１９】方向性結合器アレイ１２は、ｎ個（ここで
はｎ＝１８）の十字形方向性結合器をアレイ状に配列し
たものである。十字形方向性結合器は、２つの方形導波
管を結合穴であるスリットの形成された共通壁を隔てて
直行させたものであり、一方の導波管（第１導波管）か
ら入力された電波は、直行する他方の導波管（第２導波
管）において一方向に進む。
はｎ＝１８）の十字形方向性結合器をアレイ状に配列し
たものである。十字形方向性結合器は、２つの方形導波
管を結合穴であるスリットの形成された共通壁を隔てて
直行させたものであり、一方の導波管（第１導波管）か
ら入力された電波は、直行する他方の導波管（第２導波
管）において一方向に進む。
【００２０】方向性結合器アレイ１２は図３に示すよう
に、６個の十字形方向性結合器が連結したアレイ要素３
７〜３９を備え、それらが３段に重ねられている。各ア
レイ要素は、第１導波管３４を形作る下側構造体３２と
第２導波管３５を形作る上側構造体３１と、両構造体に
挟まれた信号結合板３３とで構成されている。
に、６個の十字形方向性結合器が連結したアレイ要素３
７〜３９を備え、それらが３段に重ねられている。各ア
レイ要素は、第１導波管３４を形作る下側構造体３２と
第２導波管３５を形作る上側構造体３１と、両構造体に
挟まれた信号結合板３３とで構成されている。
【００２１】下側構造体３２には、長手方向に延びる１
つの導波管３４が形成されており、この導波管３４が６
個の十字形方向性結合器の一方の導波管（第１導波管）
となる。上側構造体３１には、導波管３４と直行する方
向に６つの導波管３５がほぼ等間隔に形成されており、
各導波管３５が十字形方向性結合器における他方の導波
管（第２導波管）となる。
つの導波管３４が形成されており、この導波管３４が６
個の十字形方向性結合器の一方の導波管（第１導波管）
となる。上側構造体３１には、導波管３４と直行する方
向に６つの導波管３５がほぼ等間隔に形成されており、
各導波管３５が十字形方向性結合器における他方の導波
管（第２導波管）となる。
【００２２】信号結合板３３は、図４に示すように、第
１導波管３４と各第２導波管３５との共通壁となる部分
にそれぞれスリットが設けられている。スリット４１と
４２はそれぞれ十字形状となっており、共通壁の対角線
上において互いに対称な位置に配置されている。スリッ
ト４１および４２がそれぞれ十字形状となっているため
に、第１導波管３４に入力された電波が各第２導波管３
５で所定の方向に進行する。また、２つのスリット４
１，４２を設けることにより、結合度を高めている。
１導波管３４と各第２導波管３５との共通壁となる部分
にそれぞれスリットが設けられている。スリット４１と
４２はそれぞれ十字形状となっており、共通壁の対角線
上において互いに対称な位置に配置されている。スリッ
ト４１および４２がそれぞれ十字形状となっているため
に、第１導波管３４に入力された電波が各第２導波管３
５で所定の方向に進行する。また、２つのスリット４
１，４２を設けることにより、結合度を高めている。
【００２３】アレイ要素３７の第１導波管３４とアレイ
要素３８の第１導波管３４とは側面導波管２２により連
結されており、アレイ要素３８の第１導波管３４とアレ
イ要素３９の第１導波管３４とは側面導波管２１により
連結されている。そして、アレイ要素３７の第１導波管
３４の残りの一端（図面左側）には、送信信号発生器１
１の出力端子が接続され、アレイ要素３９の第１導波管
３４の残りの一端（図面右側）にはホーン型の送信アン
テナ１３が接続されている。これにより、送信信号発生
器１１と送信アンテナ１３とは１本の導波管により連結
され、その途中に１８個の方向性結合器が設けらたこと
になる。
要素３８の第１導波管３４とは側面導波管２２により連
結されており、アレイ要素３８の第１導波管３４とアレ
イ要素３９の第１導波管３４とは側面導波管２１により
連結されている。そして、アレイ要素３７の第１導波管
３４の残りの一端（図面左側）には、送信信号発生器１
１の出力端子が接続され、アレイ要素３９の第１導波管
３４の残りの一端（図面右側）にはホーン型の送信アン
テナ１３が接続されている。これにより、送信信号発生
器１１と送信アンテナ１３とは１本の導波管により連結
され、その途中に１８個の方向性結合器が設けらたこと
になる。
【００２４】なお、送信信号発生器１１から送信信号が
出力された際の第２導波管３５での電波の進行方向がす
べてが同一方向（前方）になるように、また、電波強度
がほぼ等しくなるようにスリット４１および４２が調整
されている。
出力された際の第２導波管３５での電波の進行方向がす
べてが同一方向（前方）になるように、また、電波強度
がほぼ等しくなるようにスリット４１および４２が調整
されている。
【００２５】方向性結合器アレイ１２の前方にはミキサ
アレイ１５を介してアンテナアレイ１４が設けられてい
る。また、方向性結合器アレイ１２の後方にはフェライ
ト板であるダミーロード２３が設けられている。
アレイ１５を介してアンテナアレイ１４が設けられてい
る。また、方向性結合器アレイ１２の後方にはフェライ
ト板であるダミーロード２３が設けられている。
【００２６】ミキサアレイ１５は、１８本の第２導波管
３５にそれぞれ対向配置された１８個のバランスドミキ
サ１５−１〜１５−ｎ（ｎ＝１８）を備えており、各ミ
キサの一方の入力端が各導波管３５に接続されている。
３５にそれぞれ対向配置された１８個のバランスドミキ
サ１５−１〜１５−ｎ（ｎ＝１８）を備えており、各ミ
キサの一方の入力端が各導波管３５に接続されている。
【００２７】ミキサアレイ１５のさらに前方には、１８
個のホーン型素子アンテナ１４−１〜１４−ｎ（ｎ＝１
８）を有する受信用アンテナアレイ１４が設けられてい
る。各素子アンテナは、ミキサアレイ１５の各ミキサの
他方の入力端に接続されている。
個のホーン型素子アンテナ１４−１〜１４−ｎ（ｎ＝１
８）を有する受信用アンテナアレイ１４が設けられてい
る。各素子アンテナは、ミキサアレイ１５の各ミキサの
他方の入力端に接続されている。
【００２８】ミキサアレイ１５の各ミキサの出力端子は
信号処理回路１６に接続され、信号処理回路１６では、
各ミキサからの素子アンテナ別のビート信号を入力し
て、Ａ／Ｄ変換処理、ＦＦＴ処理およびＤＢＦ処理を実
行し、ターゲットを検知する。
信号処理回路１６に接続され、信号処理回路１６では、
各ミキサからの素子アンテナ別のビート信号を入力し
て、Ａ／Ｄ変換処理、ＦＦＴ処理およびＤＢＦ処理を実
行し、ターゲットを検知する。
【００２９】なお、本実施形態では、素子アンテナを２
次元に配列しているが、１次元に配列してもかまわな
い。
次元に配列しているが、１次元に配列してもかまわな
い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーダ装
置によれば、受信用素子アンテナ、ミキサおよび方向性
結合器をすべてアレイ化することにより、電力分配器を
用いることなく、各受信チャネルへローカル信号を供給
するので、装置を小型にすることができる。これによ
り、たとえば、高解像度の車載用レーダ装置の実現が可
能となる。
置によれば、受信用素子アンテナ、ミキサおよび方向性
結合器をすべてアレイ化することにより、電力分配器を
用いることなく、各受信チャネルへローカル信号を供給
するので、装置を小型にすることができる。これによ
り、たとえば、高解像度の車載用レーダ装置の実現が可
能となる。
【図１】本発明の一実施形態であるレーダ装置の回路構
成を示す図。
成を示す図。
【図２】その外観構造を示す斜視図。
【図３】方向性結合器アレイの外観構造を示す斜視図。
【図４】方向性結合器アレイの信号結合板を示す斜視
図。
図。
１１…送信信号発生器、１２…方向性結合器アレイ、１
３…送信アンテナ、１４…受信用アンテナアレイ、１５
…ミキサアレイ、１６…信号処理回路。
３…送信アンテナ、１４…受信用アンテナアレイ、１５
…ミキサアレイ、１６…信号処理回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上里 良英 兵庫県神戸市兵庫区御所通一丁目２番28号 富士通テン株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA09 AA13 AB07 CA02 DB02 DB03 EA04 FA17 FA20 FA24 FA32 FA33 GA02 HA03 HA04 HA05 JA07 5J070 AB17 AD02 AD09 AH31 AH35 AK22
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導波管と第２導波管とが結合穴の形
成された共通壁を隔てて直交した十字形方向性結合器を
多数備え、前記各第１導波管が連続しており、前記各第
２導波管の一方の開口が同一平面状に配列された方向性
結合器アレイと、 前記各第２導波管の前記開口に一方の入力端が対向し他
方の入力端がその反対側に位置する複数のミキサが配列
されたミキサアレイと、 前記各ミキサの他方の入力端に接続する複数の素子アン
テナが配列された受信用アンテナアレイと、 前記第１導波管の一方の開口端に接続する送信信号発生
器と、 前記第１導波管の他方の開口端に接続する送信アンテナ
と、 前記複数のミキサの各出力信号を入力してターゲット検
知処理を行う信号処理回路とを備えたことを特徴とする
レーダ装置。 - 【請求項２】 前記複数の素子アンテナが２次元に配列
されていることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18079798A JP3572603B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18079798A JP3572603B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000009822A true JP2000009822A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3572603B2 JP3572603B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=16089517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18079798A Expired - Fee Related JP3572603B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3572603B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1323621A3 (en) * | 2001-12-28 | 2004-03-31 | Niles Parts Co., Ltd. | Rotation angle detector |
| JP2004112700A (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Honda Elesys Co Ltd | 車載ミリ波レーダアンテナ |
| US7423604B2 (en) | 2005-01-20 | 2008-09-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Waveguide horn antenna array and radar device |
| CN102931497A (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-13 | 株式会社本田艾莱希斯 | 天线装置 |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP18079798A patent/JP3572603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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