JP2002271132A - プレーナアンテナおよびそれを含むデュアルバンド送信装置 - Google Patents
プレーナアンテナおよびそれを含むデュアルバンド送信装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 プレーナアンテナおよびそれを含むデュアル
バンド送信装置の提供。 【解決手段】 デュアルバンド送信装置はマイクロスト
リップアンテナを備える。パッチ６には１／４波長の共
振モードをセットアップする短絡回路を設ける。セパレ
ータスロット１７はこの短絡回路近傍で外周部からパッ
チ６へ貫通し、第２の領域から第１の領域を分離する
が、第２の領域は通路によって第１の領域に接続された
状態である。２つの共振モードが得られ、１つは第１の
領域で他方は第１の領域、すなわち通路と第２の領域で
ある。２つの共振は共通の接続線から励振される。２つ
のモードの中心周波数および通過帯域は、第１の領域を
スロットの起点近傍の第２の領域に結合するコンデンサ
ＣＲ等の反応性構成要素を用いて調節される。特に、Ｇ
ＳＭおよびＤＣＳ規格に適合するデュアルモードの携帯
電話システムの製造に適用される。
バンド送信装置の提供。 【解決手段】 デュアルバンド送信装置はマイクロスト
リップアンテナを備える。パッチ６には１／４波長の共
振モードをセットアップする短絡回路を設ける。セパレ
ータスロット１７はこの短絡回路近傍で外周部からパッ
チ６へ貫通し、第２の領域から第１の領域を分離する
が、第２の領域は通路によって第１の領域に接続された
状態である。２つの共振モードが得られ、１つは第１の
領域で他方は第１の領域、すなわち通路と第２の領域で
ある。２つの共振は共通の接続線から励振される。２つ
のモードの中心周波数および通過帯域は、第１の領域を
スロットの起点近傍の第２の領域に結合するコンデンサ
ＣＲ等の反応性構成要素を用いて調節される。特に、Ｇ
ＳＭおよびＤＣＳ規格に適合するデュアルモードの携帯
電話システムの製造に適用される。
Description
【０００１】
【関連出願の参照】本願は２００１年１月５日に出願さ
れた仏国特許出願第０１ ００ １３９号に基づくもの
であり、参照としてその開示をここに完全に組み込ま
れ、またその優先権を３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づ
いて主張するものである。
れた仏国特許出願第０１ ００ １３９号に基づくもの
であり、参照としてその開示をここに完全に組み込ま
れ、またその優先権を３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づ
いて主張するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、無線送信装
置に関し、特に、移動電話、さらには送信装置に含まれ
るマイクロストリップアンテナに関する。
置に関し、特に、移動電話、さらには送信装置に含まれ
るマイクロストリップアンテナに関する。
【０００３】
【従来の技術】マイクロストリップアンテナは、典型的
には金属層をエッチングすることによって得られるパッ
チを備えている。この種のアンテナはマイクロストリッ
プパッチアンテナとして知られている。
には金属層をエッチングすることによって得られるパッ
チを備えている。この種のアンテナはマイクロストリッ
プパッチアンテナとして知られている。
【０００４】マイクロストリップ技術は、信号を送信す
る線と放射波との間に結合を提供する線とアンテナを製
造する際に適用されるプレーナ技術である。この技術で
は、薄い誘電体の上面に形成された導電性ストリップお
よび／またはパッチを使用する。誘電体の底面上の導電
層は、線およびアンテナの接地を構成する。パッチは、
典型的にはストリップに比して幅広であり、形状および
寸法はアンテナの重要な特性を構成する。誘電体の形状
は、典型的には一定の厚さを有する長方形の平坦なシー
トの形状をしており、パッチも典型的には長方形であ
る。しかし、誘電体の厚さを変えれば、アンテナの通過
帯域を広げ、パッチは円形等の種々の形状でありうる。
ストリップまたはパッチと接地層との間の電界線は誘電
体を通過する。
る線と放射波との間に結合を提供する線とアンテナを製
造する際に適用されるプレーナ技術である。この技術で
は、薄い誘電体の上面に形成された導電性ストリップお
よび／またはパッチを使用する。誘電体の底面上の導電
層は、線およびアンテナの接地を構成する。パッチは、
典型的にはストリップに比して幅広であり、形状および
寸法はアンテナの重要な特性を構成する。誘電体の形状
は、典型的には一定の厚さを有する長方形の平坦なシー
トの形状をしており、パッチも典型的には長方形であ
る。しかし、誘電体の厚さを変えれば、アンテナの通過
帯域を広げ、パッチは円形等の種々の形状でありうる。
ストリップまたはパッチと接地層との間の電界線は誘電
体を通過する。
【０００５】このような技術により構成されたアンテナ
は、必ずではないが、典型的に、空間に放射される波と
の結合を提供する定在波を支持するように構成された共
振構造を構成する。
は、必ずではないが、典型的に、空間に放射される波と
の結合を提供する定在波を支持するように構成された共
振構造を構成する。
【０００６】マイクロストリップ技術を用いて種々の共
振構造体を製造することが可能であり、また種々の共振
モードを支持することができ、以下これらを単に「共
振」と呼ぶ。概して、各共振は同じ経路に沿って対向す
る２方向に伝搬する２つの進行波の重ね合せによって形
成された定在波から構成されると説明することができ、
これら２つの波は経路の２端で同じ進行電磁波が交互に
反射することにより得られる。以上のモードの説明を用
いれば、後者の波は、接地、誘電体およびパッチから構
成された電磁線を伝搬し、幅ゼロの線形経路を定める。
実際、この種の波は、アンテナによって提供されたセク
ション全体の上を横に延びる波面を有しており、以上の
モードの説明は時に過剰な程度にまで実際の線の状態を
単純化する。形状が線形であると考えることができる限
り、経路は直線状または曲線状である。以下、この経路
を「共振経路」と呼ぶ。共振周波数は、前述の進行波が
この経路の長さを伝播するに要した時間に反比例する。
振構造体を製造することが可能であり、また種々の共振
モードを支持することができ、以下これらを単に「共
振」と呼ぶ。概して、各共振は同じ経路に沿って対向す
る２方向に伝搬する２つの進行波の重ね合せによって形
成された定在波から構成されると説明することができ、
これら２つの波は経路の２端で同じ進行電磁波が交互に
反射することにより得られる。以上のモードの説明を用
いれば、後者の波は、接地、誘電体およびパッチから構
成された電磁線を伝搬し、幅ゼロの線形経路を定める。
実際、この種の波は、アンテナによって提供されたセク
ション全体の上を横に延びる波面を有しており、以上の
モードの説明は時に過剰な程度にまで実際の線の状態を
単純化する。形状が線形であると考えることができる限
り、経路は直線状または曲線状である。以下、この経路
を「共振経路」と呼ぶ。共振周波数は、前述の進行波が
この経路の長さを伝播するに要した時間に反比例する。
【０００７】第１のタイプの共振は「半波長」共振と呼
ぶことができる。この種の共振では、共振経路の長さ
は、典型的には２分の１波長、すなわち前述した伝搬波
の波長の半分と実質的に等しい。次に、このアンテナを
「半波長」アンテナと呼ぶ。一般に、この種の共振は経
路の２端の各々における電流ノードの存在によって定め
られ、したがって、経路の長さは前記半波長を１以外の
整数によって乗算したものと等しくなる。典型的には、
この整数は奇数である。放射波との結合は少なくとも経
路の一端で得られ、経路の２端は、誘電体の電界が最大
振幅を有する領域に位置している。
ぶことができる。この種の共振では、共振経路の長さ
は、典型的には２分の１波長、すなわち前述した伝搬波
の波長の半分と実質的に等しい。次に、このアンテナを
「半波長」アンテナと呼ぶ。一般に、この種の共振は経
路の２端の各々における電流ノードの存在によって定め
られ、したがって、経路の長さは前記半波長を１以外の
整数によって乗算したものと等しくなる。典型的には、
この整数は奇数である。放射波との結合は少なくとも経
路の一端で得られ、経路の２端は、誘電体の電界が最大
振幅を有する領域に位置している。
【０００８】同じ技術を用いて得られる第２のタイプの
共振は、「１／４波長」共振と呼ぶことができる。１／
４波長共振は、半波長共振とは、第一に、典型的には共
振経路が１／４波長、すなわち以上に定めた波長の１／
４と実質的に等しい長さを有するという点で異なる。こ
のため、共振構造は経路の一端に短絡回路を備えている
必要があり、「短絡回路」という用語はパッチと接地と
の間の接続を意味する。また、短絡回路は以上の共振を
起こさせるのに十分低いインピーダンスを有していなけ
ればならない。一般に、この種の共振は、パッチの端近
傍にあるこの種の短絡回路によって固定された電界ノー
ドおよび共振経路の他端に位置する電流ノードによって
定められる。したがって、共振経路の長さは前記１／４
波長に半波長の整数を足したものに等しい。空間に放射
される波との結合は、誘電体を介する電界が十分大きな
振幅を有する領域のパッチ端部で得られる。
共振は、「１／４波長」共振と呼ぶことができる。１／
４波長共振は、半波長共振とは、第一に、典型的には共
振経路が１／４波長、すなわち以上に定めた波長の１／
４と実質的に等しい長さを有するという点で異なる。こ
のため、共振構造は経路の一端に短絡回路を備えている
必要があり、「短絡回路」という用語はパッチと接地と
の間の接続を意味する。また、短絡回路は以上の共振を
起こさせるのに十分低いインピーダンスを有していなけ
ればならない。一般に、この種の共振は、パッチの端近
傍にあるこの種の短絡回路によって固定された電界ノー
ドおよび共振経路の他端に位置する電流ノードによって
定められる。したがって、共振経路の長さは前記１／４
波長に半波長の整数を足したものに等しい。空間に放射
される波との結合は、誘電体を介する電界が十分大きな
振幅を有する領域のパッチ端部で得られる。
【０００９】その他の多少複雑な種類の共振はこの種の
アンテナにおいて得ることができ、各共振の特徴は、ア
ンテナおよびその直近部を含む空間領域で発振する電界
および磁界の分布にある。このような共振は特にパッチ
の構成に左右され、この構成はスロット、場合によって
は放射スロットを組み込むことができる。また、短絡回
路が不完全な場合、すなわちインピーダンスゼロの完全
な短絡回路であると近似的にもみなすことができない場
合、共振は短絡回路の存在および位置ならびに短絡回路
を表す電気的モデルに左右される。
アンテナにおいて得ることができ、各共振の特徴は、ア
ンテナおよびその直近部を含む空間領域で発振する電界
および磁界の分布にある。このような共振は特にパッチ
の構成に左右され、この構成はスロット、場合によって
は放射スロットを組み込むことができる。また、短絡回
路が不完全な場合、すなわちインピーダンスゼロの完全
な短絡回路であると近似的にもみなすことができない場
合、共振は短絡回路の存在および位置ならびに短絡回路
を表す電気的モデルに左右される。
【００１０】本発明は、携帯電話、携帯電話の基地局、
自動車、飛行機およびミサイル等の種々の装置に適用さ
れる。携帯電話の場合、マイクロストリップアンテナの
底部の接地層には連続的性質があるために、送信時には
装置の使用者の身体によって遮断される放射が制限され
る。外面が金属製で空気抵抗を小さくするように曲線形
状になっている、自動車、特に飛行機またはミサイルの
場合、このアンテナは厄介な付加的な空気抵抗を生じな
いようにその形状に沿う。
自動車、飛行機およびミサイル等の種々の装置に適用さ
れる。携帯電話の場合、マイクロストリップアンテナの
底部の接地層には連続的性質があるために、送信時には
装置の使用者の身体によって遮断される放射が制限され
る。外面が金属製で空気抵抗を小さくするように曲線形
状になっている、自動車、特に飛行機またはミサイルの
場合、このアンテナは厄介な付加的な空気抵抗を生じな
いようにその形状に沿う。
【００１１】本発明は、特に、マイクロストリップアン
テナが次のような特性を必要とする場合に関する。
テナが次のような特性を必要とする場合に関する。
【００１２】アンテナが２重周波数アンテナである必要
がある、すなわち、大きなスペクトルの差によって分離
された２つの周波数上で放射波を効率的に送信しかつ／
または受信できる必要がある。
がある、すなわち、大きなスペクトルの差によって分離
された２つの周波数上で放射波を効率的に送信しかつ／
または受信できる必要がある。
【００１３】送信装置のすべての動作周波数のための単
一の接続線手段を用いて、その線上に厄介な擬似定在波
比を発生させることなく信号プロセッサへの接続が可能
なアンテナである必要がある。
一の接続線手段を用いて、その線上に厄介な擬似定在波
比を発生させることなく信号プロセッサへの接続が可能
なアンテナである必要がある。
【００１４】また、このような結果を達成するために周
波数マルチプレクサまたはデマルチプレクサを使用する
必要がない。
波数マルチプレクサまたはデマルチプレクサを使用する
必要がない。
【００１５】上記の３特性を有する従来技術のマイクロ
ストリップアンテナの多くが、製造されてきたか提唱さ
れてきた。これらのアンテナは、複数の共振周波数を得
るために使用する手段が異なる。以上の３つのアンテナ
について検討する。
ストリップアンテナの多くが、製造されてきたか提唱さ
れてきた。これらのアンテナは、複数の共振周波数を得
るために使用する手段が異なる。以上の３つのアンテナ
について検討する。
【００１６】前述の種類の第１の従来技術のアンテナ
は、ＵＳ４，７６６，４４０（Ｇｅｇａｎ）に記載され
ている。このアンテナのパッチ１０は形状が略長方形で
あり、このアンテナは２つの半波長共振を有し、共振経
路がパッチの長さおよび幅に沿っている。また、このア
ンテナはＵ字型の曲線状のスロットを有しており、スロ
ットは完全にパッチの内側にある。このスロットは放射
スロットであり、別の共振経路に沿って補助的な共振を
発生させる。スロットの形状および寸法を適切に選択す
ることによって、スロットは所定の値の共振周波数を発
生し、同じ周波数と相対的に９０°の位相を有する交差
直線偏波を有する２つのモードを関連付けることによっ
て、環状の偏向波を送信する装置を提供する。結合装置
はマイクロストリップ線の形状を取るが、マイクロスト
リップがパッチ面内にあり、かつパッチの２つのノッチ
の間を貫通しているという点で、マイクロストリップ線
はまた同一平面上にある。この装置は、動作周波数とし
て用いられる種々の共振周波数で、それぞれマイクロス
トリップ線によって与えられる種々の入力インピーダン
スに装置を整合させるインピーダンス変換器を含んでい
る。
は、ＵＳ４，７６６，４４０（Ｇｅｇａｎ）に記載され
ている。このアンテナのパッチ１０は形状が略長方形で
あり、このアンテナは２つの半波長共振を有し、共振経
路がパッチの長さおよび幅に沿っている。また、このア
ンテナはＵ字型の曲線状のスロットを有しており、スロ
ットは完全にパッチの内側にある。このスロットは放射
スロットであり、別の共振経路に沿って補助的な共振を
発生させる。スロットの形状および寸法を適切に選択す
ることによって、スロットは所定の値の共振周波数を発
生し、同じ周波数と相対的に９０°の位相を有する交差
直線偏波を有する２つのモードを関連付けることによっ
て、環状の偏向波を送信する装置を提供する。結合装置
はマイクロストリップ線の形状を取るが、マイクロスト
リップがパッチ面内にあり、かつパッチの２つのノッチ
の間を貫通しているという点で、マイクロストリップ線
はまた同一平面上にある。この装置は、動作周波数とし
て用いられる種々の共振周波数で、それぞれマイクロス
トリップ線によって与えられる種々の入力インピーダン
スに装置を整合させるインピーダンス変換器を含んでい
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】この第１の従来技術の
アンテナには、特に次のような欠点がある。インピーダ
ンス変換器を設ける必要性があるために製造が難しい。
共振周波数を所要の値に正確に調節することが難しい。
アンテナには、特に次のような欠点がある。インピーダ
ンス変換器を設ける必要性があるために製造が難しい。
共振周波数を所要の値に正確に調節することが難しい。
【００１８】第２の従来技術のアンテナは、ＵＳ４，６
９２，７６９（Ｇｅｇａｎ）に記載されている。第１の
実施形態では、このアンテナのパッチは円盤１０の形状
をしており、このアンテナは２つの半波長共振を有して
いる。結合システムは線１６の形状をしており、１／４
波長変成器を構成し、２つの共振に対するアンテナの入
力インピーダンスの実部と実質的に等しい値を付与する
ようにパッチの面積内の一点に接続されている。線１６
はマイクロストリップ線である。２つのスロットがパッ
チの導電層に形成され、外周部から面積部まで貫通して
スロットの間に線の端子部のストリップの範囲を定めて
いる。スロットの一方は、インピーダンス整合スロット
２８を構成する延長部によって延長されている。
９２，７６９（Ｇｅｇａｎ）に記載されている。第１の
実施形態では、このアンテナのパッチは円盤１０の形状
をしており、このアンテナは２つの半波長共振を有して
いる。結合システムは線１６の形状をしており、１／４
波長変成器を構成し、２つの共振に対するアンテナの入
力インピーダンスの実部と実質的に等しい値を付与する
ようにパッチの面積内の一点に接続されている。線１６
はマイクロストリップ線である。２つのスロットがパッ
チの導電層に形成され、外周部から面積部まで貫通して
スロットの間に線の端子部のストリップの範囲を定めて
いる。スロットの一方は、インピーダンス整合スロット
２８を構成する延長部によって延長されている。
【００１９】第２の従来技術のアンテナには、特に次の
ような欠点がある。インピーダンス変換器を製造するこ
とが難しい。共振周波数を正確に所定の値に調節するこ
とが難しい。
ような欠点がある。インピーダンス変換器を製造するこ
とが難しい。共振周波数を正確に所定の値に調節するこ
とが難しい。
【００２０】第３の従来技術であるデュアル周波数アン
テナは、１／４波長共振を使用しているという点で、前
述のアンテナとは異なる。このアンテナは、１９９５年
６月１８−２３号のＩＥＥＥ ＡＮＴＥＮＮＡＳ ＡＮ
Ｄ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮＳＯＣＩＥＴＹ ＩＮＴＥ
ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧＥＳ
Ｔ、２１１４−２１２７頁のＢｏａｇらの“Ｄｕａｌ
Ｂａｎｄ Ｃａｖｉｔｙ−Ｂａｃｋｅｄ Ｑｕａｒｔｅ
ｒ−ｗａｖｅ Ｐａｔｃｈ Ａｎｔｅｎｎａ”に記載さ
れている。第１の共振周波数は、アンテナの誘電体およ
びパッチの寸法および特性によって定められる。整合シ
ステムは同じ共振経路上で第２の周波数で、実質的に同
じ種類の共振を発生する。
テナは、１／４波長共振を使用しているという点で、前
述のアンテナとは異なる。このアンテナは、１９９５年
６月１８−２３号のＩＥＥＥ ＡＮＴＥＮＮＡＳ ＡＮ
Ｄ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮＳＯＣＩＥＴＹ ＩＮＴＥ
ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧＥＳ
Ｔ、２１１４−２１２７頁のＢｏａｇらの“Ｄｕａｌ
Ｂａｎｄ Ｃａｖｉｔｙ−Ｂａｃｋｅｄ Ｑｕａｒｔｅ
ｒ−ｗａｖｅ Ｐａｔｃｈ Ａｎｔｅｎｎａ”に記載さ
れている。第１の共振周波数は、アンテナの誘電体およ
びパッチの寸法および特性によって定められる。整合シ
ステムは同じ共振経路上で第２の周波数で、実質的に同
じ種類の共振を発生する。
【００２１】第３の従来技術のアンテナには、次のよう
な欠点がある。いくつかの適用例では、２つの共振周波
数の差が小さすぎる。整合システムを使用する必要があ
るため、アンテナの製造が難しくなる。整合システムを
使用する必要があるため、アンテナの結合装置を同軸線
として製造することが難しい。
な欠点がある。いくつかの適用例では、２つの共振周波
数の差が小さすぎる。整合システムを使用する必要があ
るため、アンテナの製造が難しくなる。整合システムを
使用する必要があるため、アンテナの結合装置を同軸線
として製造することが難しい。
【００２２】本発明には特に次のような目的がある。製
造が簡単なデュアル周波数アンテナであること。送信装
置の２つの動作帯域の中心周波数の比率を、従来のもの
に比して自由に選択できること、特に、アンテナの使用
可能な２つの共振周波数の比率が約１．２５：１から約
５：１、特には約２：１であるような装置用のアンテナ
であること。アンテナの通過帯域が、２つの帯域の各々
に位置する装置の、１つが送信周波数および他が受信周
波数である２つの共振周波数の各々の付近で十分広いこ
と。２つの共振周波数の調節が簡単かつ正確に行えるこ
と。２つの共振周波数の各々に対して単一の結合装置を
用いて、そのインピーダンスを用意に調節できること。
アンテナの寸法を小さくすること。
造が簡単なデュアル周波数アンテナであること。送信装
置の２つの動作帯域の中心周波数の比率を、従来のもの
に比して自由に選択できること、特に、アンテナの使用
可能な２つの共振周波数の比率が約１．２５：１から約
５：１、特には約２：１であるような装置用のアンテナ
であること。アンテナの通過帯域が、２つの帯域の各々
に位置する装置の、１つが送信周波数および他が受信周
波数である２つの共振周波数の各々の付近で十分広いこ
と。２つの共振周波数の調節が簡単かつ正確に行えるこ
と。２つの共振周波数の各々に対して単一の結合装置を
用いて、そのインピーダンスを用意に調節できること。
アンテナの寸法を小さくすること。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を視野に入れ
て、本発明は、導電性接地と、接地上に形成された誘電
体と、基板上に形成されたパッチとをそれぞれ構成する
重ね合せられた層を備えるプレーナアンテナを提供し、
パッチは面積と外周を有し、かつ外周上の起点と面積内
の閉端部とを有するセパレータスロット備え、閉端部は
それ自体と外周との間に通路を残し、スロットは起点か
ら面積に貫通し、かつ外周と協働して面積内に第１の領
域と第２の領域との範囲を定め、２つの領域は導電性が
あり、かつスロットによって相互に電気的に離間され、
かつ通路によって接続され、領域はそれぞれ面積を有
し、かつアンテナは２つの導電性領域を相互に結合する
反応性構成要素をさらに含む。
て、本発明は、導電性接地と、接地上に形成された誘電
体と、基板上に形成されたパッチとをそれぞれ構成する
重ね合せられた層を備えるプレーナアンテナを提供し、
パッチは面積と外周を有し、かつ外周上の起点と面積内
の閉端部とを有するセパレータスロット備え、閉端部は
それ自体と外周との間に通路を残し、スロットは起点か
ら面積に貫通し、かつ外周と協働して面積内に第１の領
域と第２の領域との範囲を定め、２つの領域は導電性が
あり、かつスロットによって相互に電気的に離間され、
かつ通路によって接続され、領域はそれぞれ面積を有
し、かつアンテナは２つの導電性領域を相互に結合する
反応性構成要素をさらに含む。
【００２４】反応性構成要素は、好適には例えば表面実
装型等の平坦なものであり、これはアンテナのプレーナ
構造から大きな突出物がないことを意味する。例えば、
構成要素は第１および第２の各面積よりも面積が小さい
コンデンサであり、構成要素の面積はパッチの面積より
も小さく、第１の領域上、閉端部からある距離を置いた
セパレータスロット上および第２の領域上を連続的に延
在し、コンデンサは、パッチと協働しかつそれぞれパッ
チ上に形成された誘電体層と誘電体層上に形成された導
電性電極とを構成する重ね合せられた層によって形成さ
れる。
装型等の平坦なものであり、これはアンテナのプレーナ
構造から大きな突出物がないことを意味する。例えば、
構成要素は第１および第２の各面積よりも面積が小さい
コンデンサであり、構成要素の面積はパッチの面積より
も小さく、第１の領域上、閉端部からある距離を置いた
セパレータスロット上および第２の領域上を連続的に延
在し、コンデンサは、パッチと協働しかつそれぞれパッ
チ上に形成された誘電体層と誘電体層上に形成された導
電性電極とを構成する重ね合せられた層によって形成さ
れる。
【００２５】しかし、平坦な反応性構成要素は異なる形
状を有し、本発明に沿う結合を提供することができる。
例えば、この構成要素は、パッチの２つの領域の対向す
る端部内の適切な切り込み（ｃｕｔ−ｏｕｔ）によって
セパレータスロットのトレースに組み込まれた交互に嵌
合されたコンデンサであってよい。
状を有し、本発明に沿う結合を提供することができる。
例えば、この構成要素は、パッチの２つの領域の対向す
る端部内の適切な切り込み（ｃｕｔ−ｏｕｔ）によって
セパレータスロットのトレースに組み込まれた交互に嵌
合されたコンデンサであってよい。
【００２６】アンテナは好適には、第１の導電領域とセ
パレータスロットの起点近傍の接地とを電気的に接続す
る短絡回路をさらに備えている。
パレータスロットの起点近傍の接地とを電気的に接続す
る短絡回路をさらに備えている。
【００２７】コンデンサの面積は、好適には、パッチの
面積の１％〜２５％である。
面積の１％〜２５％である。
【００２８】好適には、２つの共振がともに短絡回路か
ら延在する共振経路をそれぞれ有するように、セパレー
タスロットの起点は短絡回路付近に位置し、２つ経路の
一方は第１の領域内にのみ延在し、他方の経路は第１お
よび第２の領域内に延在する。
ら延在する共振経路をそれぞれ有するように、セパレー
タスロットの起点は短絡回路付近に位置し、２つ経路の
一方は第１の領域内にのみ延在し、他方の経路は第１お
よび第２の領域内に延在する。
【００２９】本発明の種々の態様は以下の説明および添
付の図面からよりよく理解されよう。構成要素を図面の
２つ以上の図で示す場合、同じ参照符号および／または
文字を用いて表される。
付の図面からよりよく理解されよう。構成要素を図面の
２つ以上の図で示す場合、同じ参照符号および／または
文字を用いて表される。
【００３０】
【発明の実施の形態】当技術分野において知られている
方法において、および図１から図３で示されているよう
に、本発明のアンテナの共振構造は以下の構成要素を備
えている。
方法において、および図１から図３で示されているよう
に、本発明のアンテナの共振構造は以下の構成要素を備
えている。
【００３１】水平の縦方向ＤＬおよび水平の横方向ＤＴ
に延在する２つの対向する主表面を有する誘電体２。前
述のように、この誘電体は種々の形状であってよい。２
つの主表面は、それぞれ底面および上面を構成する。
に延在する２つの対向する主表面を有する誘電体２。前
述のように、この誘電体は種々の形状であってよい。２
つの主表面は、それぞれ底面および上面を構成する。
【００３２】例えば、底面全体の上に延在し、アンテナ
の接地４を構成する底部の導電層。
の接地４を構成する底部の導電層。
【００３３】接地４上の上面の面積上に延在する上部の
導電層であり、パッチ６を構成する。一般に、このパッ
チはＤＬ方向の長さおよびＤＴ方向の幅を有し、外周部
は４つの端部を構成すると考えられる。一般に、この端
部の１つはＤＴ方向に延在し、２つのセグメント１０お
よびセグメント１１を含む後端を構成する。前端１２は
この後端と対向している。一般に、第１および第２の側
方端１４および１６はＤＬ方向に延在し、後端を前端に
結合する。
導電層であり、パッチ６を構成する。一般に、このパッ
チはＤＬ方向の長さおよびＤＴ方向の幅を有し、外周部
は４つの端部を構成すると考えられる。一般に、この端
部の１つはＤＴ方向に延在し、２つのセグメント１０お
よびセグメント１１を含む後端を構成する。前端１２は
この後端と対向している。一般に、第１および第２の側
方端１４および１６はＤＬ方向に延在し、後端を前端に
結合する。
【００３４】最後に、パッチ６をパッチ後端のセグメン
ト１０の接地４に電気的に接続する短絡回路である。提
示する本発明の実施形態では、短絡回路は誘電体２の端
部表面上に延在する導電層Ｓによって形成され、この表
面は典型的には平坦であり、次に短絡回路の平面を構成
する。短絡回路は、少なくともアンテナの約１つの共振
および少なくともアンテナの１つの共振に対しては、セ
グメント１０近傍で電界ノードを起こし、実質的には１
／４波長のタイプとなる。短絡回路が十分な大きさであ
る場合、すなわち特にそのインピーダンスがこの種の電
界ノードを有する共振をアンテナに起こすのに十分低い
場合、後端、前端および側方端ならびに縦方向および横
方向は、この短絡回路の位置によって定められる。
ト１０の接地４に電気的に接続する短絡回路である。提
示する本発明の実施形態では、短絡回路は誘電体２の端
部表面上に延在する導電層Ｓによって形成され、この表
面は典型的には平坦であり、次に短絡回路の平面を構成
する。短絡回路は、少なくともアンテナの約１つの共振
および少なくともアンテナの１つの共振に対しては、セ
グメント１０近傍で電界ノードを起こし、実質的には１
／４波長のタイプとなる。短絡回路が十分な大きさであ
る場合、すなわち特にそのインピーダンスがこの種の電
界ノードを有する共振をアンテナに起こすのに十分低い
場合、後端、前端および側方端ならびに縦方向および横
方向は、この短絡回路の位置によって定められる。
【００３５】アンテナは結合システムをさらに備えてい
る。結合システムはマイクロストリップ線の形を取る。
一方で、この線は結合ストリップＣ１から構成される主
導体を誘電体の上面に備えている。このストリップは、
例えば第１の側方端１４上にあってよい接続ポイント１
８のパッチ６に接続される。後端１０からこのポイント
までの距離は、接続寸法Ｌ４を構成する。この線は層４
から構成される接地導体をさらに備える。図１では単に
図を単純化するために、誘電体２はストリップＣ１の下
には図示せず、線はきわめて短く示す。結合システム
は、信号プロセッサユニットＴにアンテナの共振構造を
接続する接続構成の一部であり、送信アンテナの場合、
このユニットによって例えば１つまたは複数のアンテナ
の共振を励振する。結合システムに加え、接続構成は典
型的には、アンテナ外部の接続線を備える。この線は例
えば、同軸線、マイクロストリップ線または同一平面上
の線であってよい。図１ではこの線は、接地４およびス
トリップＣ１を信号プロセッサユニットＴの２つの端子
に接続する２本の導電性ワイヤＣ２およびＣ３として示
されている。しかし、実際この線は好適にはマイクロス
トリップ線または同軸線の形を取ることを理解する必要
がある。
る。結合システムはマイクロストリップ線の形を取る。
一方で、この線は結合ストリップＣ１から構成される主
導体を誘電体の上面に備えている。このストリップは、
例えば第１の側方端１４上にあってよい接続ポイント１
８のパッチ６に接続される。後端１０からこのポイント
までの距離は、接続寸法Ｌ４を構成する。この線は層４
から構成される接地導体をさらに備える。図１では単に
図を単純化するために、誘電体２はストリップＣ１の下
には図示せず、線はきわめて短く示す。結合システム
は、信号プロセッサユニットＴにアンテナの共振構造を
接続する接続構成の一部であり、送信アンテナの場合、
このユニットによって例えば１つまたは複数のアンテナ
の共振を励振する。結合システムに加え、接続構成は典
型的には、アンテナ外部の接続線を備える。この線は例
えば、同軸線、マイクロストリップ線または同一平面上
の線であってよい。図１ではこの線は、接地４およびス
トリップＣ１を信号プロセッサユニットＴの２つの端子
に接続する２本の導電性ワイヤＣ２およびＣ３として示
されている。しかし、実際この線は好適にはマイクロス
トリップ線または同軸線の形を取ることを理解する必要
がある。
【００３６】信号プロセッサユニットＴは、少なくとも
アンテナの使用可能な周波数付近、すなわち使用可能な
周波数の通過帯域の中心にある通過帯域であり、少なく
ともアンテナの共振の一部の周波数である、所定の動作
周波数で動作するように構成されている。信号プロセッ
サユニットは複合的なユニットであってよく、この場合
ユニットはそれぞれ各動作周波数の１つに永久的に同調
する装置を備える。また、信号プロセッサユニットは、
種々の動作周波数に同調することができる装置を備える
こともできる。
アンテナの使用可能な周波数付近、すなわち使用可能な
周波数の通過帯域の中心にある通過帯域であり、少なく
ともアンテナの共振の一部の周波数である、所定の動作
周波数で動作するように構成されている。信号プロセッ
サユニットは複合的なユニットであってよく、この場合
ユニットはそれぞれ各動作周波数の１つに永久的に同調
する装置を備える。また、信号プロセッサユニットは、
種々の動作周波数に同調することができる装置を備える
こともできる。
【００３７】セパレータスロット１７は、後端の２つの
セグメント１０および１１を分離する起点４０からパッ
チ６の面積へと貫通している。このスロットは、側方端
１４および１６ならびに前端１２からある距離に位置し
ている閉端部１５まで延在している。このスロットは部
分的に、互いに他から第１および第２の領域３１および
３３を分離しており、この領域は閉端部を越えて経路３
２によって接続される。例えば、スロットは同様の長さ
の３つの直線状のセグメントを備え、第１のセグメント
は起点４０から前端１２に向けて延在して第２の側方端
１６に接近し、第２のセグメントは前端に平行で側方端
に向けて延在し、第３のセグメントは第１のセグメント
に平行に閉端部１５まで延在する。この閉端部から２つ
の端部までの距離は、それぞれパッチの長さの半分およ
び幅の半分よりも短い。スロットの幅は、長さに沿った
各ポイントで定められる。幅はこの実施形態では一定で
あるが、必ずしもいつも当てはまるとは限らない。
セグメント１０および１１を分離する起点４０からパッ
チ６の面積へと貫通している。このスロットは、側方端
１４および１６ならびに前端１２からある距離に位置し
ている閉端部１５まで延在している。このスロットは部
分的に、互いに他から第１および第２の領域３１および
３３を分離しており、この領域は閉端部を越えて経路３
２によって接続される。例えば、スロットは同様の長さ
の３つの直線状のセグメントを備え、第１のセグメント
は起点４０から前端１２に向けて延在して第２の側方端
１６に接近し、第２のセグメントは前端に平行で側方端
に向けて延在し、第３のセグメントは第１のセグメント
に平行に閉端部１５まで延在する。この閉端部から２つ
の端部までの距離は、それぞれパッチの長さの半分およ
び幅の半分よりも短い。スロットの幅は、長さに沿った
各ポイントで定められる。幅はこの実施形態では一定で
あるが、必ずしもいつも当てはまるとは限らない。
【００３８】スロットがあるために、一次共振周波数を
有する一次共振および二次共振周波数を有する一次、二
次共振をそれぞれ構成する２つの共振が発生する。一次
共振はパッチ６全体に延在する。この共振は約１／４波
長であり、この共振経路は短絡回路Ｓから後端のセグメ
ント１１まで延在する。主としてこの共振は、セグメン
ト１１および第２の側方端１６の隣接部からの放射波と
結合される。二次共振は領域３１にのみ延在する。この
二次共振もまた約１／４波長であり、共振経路は短絡回
路Ｓから前端１２まで延在している。主としてこの共振
は、前端および第１の側方端１４の隣接部からの放射波
と結合される。
有する一次共振および二次共振周波数を有する一次、二
次共振をそれぞれ構成する２つの共振が発生する。一次
共振はパッチ６全体に延在する。この共振は約１／４波
長であり、この共振経路は短絡回路Ｓから後端のセグメ
ント１１まで延在する。主としてこの共振は、セグメン
ト１１および第２の側方端１６の隣接部からの放射波と
結合される。二次共振は領域３１にのみ延在する。この
二次共振もまた約１／４波長であり、共振経路は短絡回
路Ｓから前端１２まで延在している。主としてこの共振
は、前端および第１の側方端１４の隣接部からの放射波
と結合される。
【００３９】図１にのみ示すように、第１の領域３１は
パッチ６の平面に延在している突出部３４を有し、前端
１２近傍の第１の側方端１４から突出してよい。この種
の突出はアンテナの共振周波数の調節を容易にすること
が認められている。
パッチ６の平面に延在している突出部３４を有し、前端
１２近傍の第１の側方端１４から突出してよい。この種
の突出はアンテナの共振周波数の調節を容易にすること
が認められている。
【００４０】本発明の観点では、アンテナ１は好適には
平坦であり、コンデンサＣＲ等から構成される反応性結
合構成要素をさらに備える。このコンデンサは第１およ
び第２の領域３１および３３の面積よりも面積が小さ
く、その面積はパッチ６の面積より小さく、第１の領域
上、閉端部１５からある距離に位置するセパレータスロ
ット１７上および第２の領域上に連続的に延在してい
る。図３に示すように、このコンデンサはパッチ６と協
働し、かつパッチ上に形成された誘電体層ＣＤと誘電体
層上に形成された導電性電極ＣＡとをそれぞれ構成する
重ね合せられた層から形成される。
平坦であり、コンデンサＣＲ等から構成される反応性結
合構成要素をさらに備える。このコンデンサは第１およ
び第２の領域３１および３３の面積よりも面積が小さ
く、その面積はパッチ６の面積より小さく、第１の領域
上、閉端部１５からある距離に位置するセパレータスロ
ット１７上および第２の領域上に連続的に延在してい
る。図３に示すように、このコンデンサはパッチ６と協
働し、かつパッチ上に形成された誘電体層ＣＤと誘電体
層上に形成された導電性電極ＣＡとをそれぞれ構成する
重ね合せられた層から形成される。
【００４１】このコンデンサは例えば長方形であり、そ
の面積はパッチの面積の約５％である。このコンデンサ
は、好適には、パッチの外周部と接触しているか、また
は直近部にある。
の面積はパッチの面積の約５％である。このコンデンサ
は、好適には、パッチの外周部と接触しているか、また
は直近部にある。
【００４２】コンデンサＣＲから構成された反応性結合
構成要素は、第１および第２の導電性領域３１と３３と
の間に結合を作り、この結合には以下の３つの利点があ
る。アンテナ製造中、コンデンサの長さおよび幅の調節
が容易になり、カップングを調節することによりアンテ
ナの電気的パラメータが修正される。コンデンサがある
ためにアンテナの電気的長さが増える。すなわち、所要
の値の共振周波数を保ちながらアンテナの全体的寸法は
小さくなる。定在波比を著しく大きくすることなく２つ
の共振周波数の通過帯域が広がる。
構成要素は、第１および第２の導電性領域３１と３３と
の間に結合を作り、この結合には以下の３つの利点があ
る。アンテナ製造中、コンデンサの長さおよび幅の調節
が容易になり、カップングを調節することによりアンテ
ナの電気的パラメータが修正される。コンデンサがある
ためにアンテナの電気的長さが増える。すなわち、所要
の値の共振周波数を保ちながらアンテナの全体的寸法は
小さくなる。定在波比を著しく大きくすることなく２つ
の共振周波数の通過帯域が広がる。
【００４３】図２に示した実施形態の種々の配置、構成
および値を以下の例により示す。アンテナの接地は誘電
体の底面を被覆する。短絡回路Ｓは第１の領域３１の後
端を構成するセグメント１０の幅をすべて占有してい
る。誘電体２の構成は、誘電率１．０７および放散定数
０．０００２であるフォーム（ｆｏａｍ）である。誘電
体の厚さＨ１は７ｍｍである。導電層の構成物は銅であ
る。導電層の厚さは１７ミクロンである。導体Ｃ１の幅
は５ｍｍである。接続寸法Ｌ４は１０ｍｍである。パッ
チの長さＬ１は３５ｍｍである。パッチの幅Ｗ１は２４
ｍｍである。セグメント１１の幅Ｗ５は１６ｍｍであ
る。スロット１７の幅は０．７５ｍｍである。スロット
のトレースＬ５は１３ｍｍ、Ｗ２は９ｍｍ、Ｗ３は８ｍ
ｍ、Ｌ２は６ｍｍ、Ｗ４は３ｍｍである。コンデンサＣ
Ｒの層ＣＤの誘電率は２．２である。層ＣＤの厚さＨ２
は０．１ｍｍである。コンデンサＣＲの長さＬ３は６ｍ
ｍである。コンデンサＣＲの幅Ｗ６は７ｍｍである。入
力インピーダンスは５０Ωである。一次共振周波数Ｆ１
は９６５ＭＨｚである。二次共振周波数Ｆ２は１８６０
ＭＨｚである。一次および二次周波数付近の通過帯域の
幅は、−６ｄＢで測定したとき、それぞれ前記周波数の
９．１％および１９％である。
および値を以下の例により示す。アンテナの接地は誘電
体の底面を被覆する。短絡回路Ｓは第１の領域３１の後
端を構成するセグメント１０の幅をすべて占有してい
る。誘電体２の構成は、誘電率１．０７および放散定数
０．０００２であるフォーム（ｆｏａｍ）である。誘電
体の厚さＨ１は７ｍｍである。導電層の構成物は銅であ
る。導電層の厚さは１７ミクロンである。導体Ｃ１の幅
は５ｍｍである。接続寸法Ｌ４は１０ｍｍである。パッ
チの長さＬ１は３５ｍｍである。パッチの幅Ｗ１は２４
ｍｍである。セグメント１１の幅Ｗ５は１６ｍｍであ
る。スロット１７の幅は０．７５ｍｍである。スロット
のトレースＬ５は１３ｍｍ、Ｗ２は９ｍｍ、Ｗ３は８ｍ
ｍ、Ｌ２は６ｍｍ、Ｗ４は３ｍｍである。コンデンサＣ
Ｒの層ＣＤの誘電率は２．２である。層ＣＤの厚さＨ２
は０．１ｍｍである。コンデンサＣＲの長さＬ３は６ｍ
ｍである。コンデンサＣＲの幅Ｗ６は７ｍｍである。入
力インピーダンスは５０Ωである。一次共振周波数Ｆ１
は９６５ＭＨｚである。二次共振周波数Ｆ２は１８６０
ＭＨｚである。一次および二次周波数付近の通過帯域の
幅は、−６ｄＢで測定したとき、それぞれ前記周波数の
９．１％および１９％である。
【００４４】コンデンサＣＲがない場合、共振周波数お
よび通過帯域幅はそれぞれ、Ｆ１＝１１２０ＭＨｚ、Ｆ
２＝２２７０ＭＨｚ、１６％および１０％となる。
よび通過帯域幅はそれぞれ、Ｆ１＝１１２０ＭＨｚ、Ｆ
２＝２２７０ＭＨｚ、１６％および１０％となる。
【図１】本発明の送信装置の透視図である。
【図２】図１に示した装置の図に類似する本発明のアン
テナの平面図である。
テナの平面図である。
【図３】図２のアンテナの縦断面を示す部分図である。
【図４】同じアンテナを種々の寸法で示すために図２を
再構成した図である。
再構成した図である。
６ パッチ ３４ 突出部 Ｃ３、Ｃ２ 導電性ワイヤ ４ 接地 Ｔ 信号プロセッサユニット Ｃ１ 結合ストリップ Ｓ 導電層 ＣＲ コンデンサ ２ 誘電体 １ アンテナ １７ セパレータスロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AB06 DB07 FA04 HA10 JA03 5J045 AA03 AB05 DA08 GA05 HA02 NA03 5K060 AA06 AA12 CC04 CC11 JJ04 JJ20 JJ21
Claims (9)
- 【請求項１】 導電性接地と、 前記接地上に形成された誘電体と、 前記誘電体上に形成されたパッチとをそれぞれ構成する
重ね合せられた層を備えるプレーナアンテナであって、 前記パッチは面積と外周を有しかつ前記外周上の起点と
前記面積内の閉端部とを有するセパレータスロットを備
え、前記閉端部はそれ自体と前記外周との間に通路を残
し、前記スロットは前記起点から前記面積に貫通しかつ
前記外周と協働して前記面積内に第１の領域と第２の領
域との範囲を定め、前記２つの領域は導電性であり、か
つ前記スロットによって相互に離間され、かつ前記通路
によって接続され、前記領域はそれぞれ面積を有し、か
つ前記アンテナは前記２つの導電性領域を相互に結合す
る反応性構成要素をさらに含んでいるプレーナアンテ
ナ。 - 【請求項２】 前記反応性構成要素は、前記第１および
第２の各々の面積よりも小さい面積を有するコンデンサ
であり、前記面積は前記パッチの面積よりも小さく、か
つ前記第１の領域上、前記閉端部からある距離を置いた
セパレータスロット上、および前記第２の領域上に連続
的に延在し、前記コンデンサが、前記パッチと協働しか
つそれぞれ前記パッチ上に形成された誘電体層と前記誘
電体層上に形成された導電性電極とを構成する前記重ね
合せられた層によって形成される請求項１に記載のアン
テナ。 - 【請求項３】 前記コンデンサの面積は、前記パッチの
面積の１％〜２５％である請求項２に記載のアンテナ。 - 【請求項４】 前記反応性構成要素は前記セパレータス
ロットの起点近傍にある請求項１に記載のアンテナ。 - 【請求項５】 前記第１の導電性領域を前記セパレータ
スロットの起点近傍にある前記接地に電気的に接続する
短絡回路をさらに備える請求項４に記載のアンテナ。 - 【請求項６】 デュアルバンド送信装置であって、 ２つの帯域の電気信号を送信しかつ／または受信する、
２つのそれぞれ所定の中心周波数付近の２つの作動帯域
内の周波数に同調するように構成された信号プロセッサ
ユニットと、 パッチおよび接地を備えるマイクロストリップアンテナ
と、 前記電気信号を前記２つの中心周波数付近の各放射波に
結合するように、前記プロセッサユニットを前記アンテ
ナに接続する導体とを含むアンテナ接続構成とを備え、 前記導体のいくつかは前記アンテナに直接接続され、セ
パレータスロットは前記パッチ内の２つの導電性領域を
少なくとも部分的に分離して、２つの共振によってそれ
ぞれ占有された前記パッチの領域に関して互いに異なる
２つの共振を前記アンテナに与え、前記２つの共振は前
記各２つの作動帯域の中心に位置し、前記送信装置は前
記アンテナ接続構成の外部でかつ前記アンテナの２つの
導電性領域を相互に結合している反応性構成要素をさら
に備えるデュアルバンド送信装置。 - 【請求項７】 前記アンテナが、 前記接地と、 前記接地上に形成された誘電体と、 前記誘電体上に形成された前記パッチとをそれぞれ構成
する重ね合せられた層を備え、前記パッチは面積と外周
を有し、前記パッチは前記セパレータスロットを備え、
前記スロットは前記外周上の起点と前記面積内の閉端部
を有し、前記閉端部はそれ自体と前記外周との間に通路
を残し、前記スロットは前記起点から前記面積に貫通
し、かつ前記外周と協働して前記面積内に第１の領域と
第２の領域との範囲を定め、前記２つの領域は導電性で
あり、かつ前記スロットによって相互に電気的に離間さ
れ、かつ前記通路によって接続され、前記領域はそれぞ
れ面積を有し、前記アンテナは前記パッチの外周上の第
１の領域内に形成された短絡回路をさらに備え、前記短
絡回路および前記セパレータスロットは前記アンテナ内
に２つの共振を発生し、前記２つの共振の少なくとも一
方は、前記短絡回路によって固定された少なくとも仮想
電界ノードを持つ１／４波長の共振であり、前記２つの
共振の一方は一次共振を構成し、かつ前前記２つの中心
周波数の１つと実質的に同じである一次周波数を有し、
前記２つの共振の他方は二次共振を構成し、かつ前前記
２つの中心周波数の他方と実質的に同じである二次周波
数を有し、前記接続構成は前記アンテナを前記信号プロ
セッサユニットに２つの中心周波数付近で接続し、かつ
前記反応性構成要素は前記パッチの平面内において実質
的に平坦な構成要素である請求項６に記載の送信装置。 - 【請求項８】 前記平坦な反応性構成要素は、前記第１
および第２の各々の面積よりも小さい面積を有するコン
デンサであり、前記面積は前記パッチの面積よりも小さ
く、かつ前記第１の領域上、前記閉端部からある距離を
置いたセパレータスロット上、および前記第２の領域上
に連続的に延在し、前記コンデンサは、前記パッチと協
働しかつそれぞれ前記パッチ上に形成された誘電体層と
前記誘電体層上に形成された導電性電極とを構成する前
記重ね合せられた層によって形成される請求項７に記載
の送信装置。 - 【請求項９】 前記アンテナ接続構成に含まれ、かつ前
記アンテナに直接接続された前記導体が、 前記同じ導電性層内に前記パッチとして形成されたスト
リップと、 前記同じ導電性層内に前記アンテナの接地として形成さ
れ前記ストリップと共にマイクロストリップ線を構成す
る接地とだけを備える請求項７に記載の送信装置。
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