JP2002527974A - パッチアンテナ - Google Patents
パッチアンテナInfo
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- H01Q9/04—Resonant antennas
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
本発明は波長λの電波を送信または受信するパッチアンテナに関する。これは第１の絶縁プレート（10）と、接地平面を形成するため前記プレートの１表面上に生成された第１の金属被覆ストリップ（12）と、第２の絶縁プレート（14）と、前記第２のプレートの表面上に生成され第１の金属被覆ストリップよりも小さい寸法を有する少なくとも第２の金属被覆ストリップと、前記第１および第２の金属被覆ストリップに接続されている少なくとも１つの電源ライン（22）と、２つの金属被覆ストリップが相互に面し、第２の金属被覆ストリップが第１のストリップに対向するように予め定められた相対位置にプレートを維持するように２つのプレートと一体化されている支柱（18、20）とを具備している。
Description
【０００１】
本発明は、１００Ｍｈｚ乃至６Ｇｈｚの範囲の周波数帯域に属する波長λの電
波を送信し受信し、特に、３．５Ｇｈｚ帯域、Ｃ帯域、Ｓ帯域で優れた送信およ
び受信特性を与えるマイクロストリップタイプのアンテナに関する。
波を送信し受信し、特に、３．５Ｇｈｚ帯域、Ｃ帯域、Ｓ帯域で優れた送信およ
び受信特性を与えるマイクロストリップタイプのアンテナに関する。
【０００２】
マイクロストリップアンテナはよく知られている。これらは通常は接地平面を
形成する第１の金属プレートと、接地平面と対向して配置され、放射素子パッチ
を構成する１以上の他の金属プレートによって構成されている。これらの２つの
金属プレート／パッチシステムは最も多くは誘電体材料のブロックの対向面に固
定され、したがってさらに接地平面と放射素子パッチとの間の機械的接続を確実
にしている。
形成する第１の金属プレートと、接地平面と対向して配置され、放射素子パッチ
を構成する１以上の他の金属プレートによって構成されている。これらの２つの
金属プレート／パッチシステムは最も多くは誘電体材料のブロックの対向面に固
定され、したがってさらに接地平面と放射素子パッチとの間の機械的接続を確実
にしている。
【０００３】 しかしながら、このようなシステムは放射素子パッチが比較的大きい表面区
域を与えるとき、特に高品質の誘電体材料の価格のために高価になる。
域を与えるとき、特に高品質の誘電体材料の価格のために高価になる。
【０００４】
この欠点を克服するため、誘電体として接地平面と放射素子パッチ間に位置さ
れている空気を使用することが提案されている。この解決方法では単一の放射素
子パッチの場合、接地平面に関して正確な位置に放射素子パッチを保持し外部の
応力に耐えられるこれらの２つのプレート間の機械的接続を確保することが困難
であるために実行するには脆弱すぎる。複数の金属パッチを具備しなければなら
ないアンテナの放射部分の場合、これらは同一平面に強固に維持されなければな
らないので、この問題はより一層複雑にされる。
れている空気を使用することが提案されている。この解決方法では単一の放射素
子パッチの場合、接地平面に関して正確な位置に放射素子パッチを保持し外部の
応力に耐えられるこれらの２つのプレート間の機械的接続を確保することが困難
であるために実行するには脆弱すぎる。複数の金属パッチを具備しなければなら
ないアンテナの放射部分の場合、これらは同一平面に強固に維持されなければな
らないので、この問題はより一層複雑にされる。
【０００５】 本発明の目的は、前述の欠点、特にアンテナの機械的構造に関係する欠点を
避けながら、誘電体材料として空気を使用するマイクロストリップアンテナを提
供することである。
避けながら、誘電体材料として空気を使用するマイクロストリップアンテナを提
供することである。
【０００６】
この目的を達成するために、本発明による波長λの電波を送信または受信する
マイクロストリップアンテナは、 第１の絶縁プレートと、接地平面を形成するために前記第１のプレートの一部
を被覆している前記プレートの１表面上に形成された第１の金属被覆部と、 第２の絶縁プレートと、前記第２のプレートの１表面上に形成され、第１の金
属被覆部よりも小さい寸法を有する第２の金属被覆部と、 前記第１および第２の金属被覆部に接続されている少なくとも１つの供給ライ
ンと、 ２つの金属被覆部が相互に面し、第２の金属被覆部が第１の金属被覆部に対向
するように予め定められた相対的位置に２つのプレートを維持するように２つの
絶縁プレートを固定しているスペーサ手段とを具備し、 前記第２の絶縁プレートは、前記第２の金属被覆部の周囲の実質上λ／１０に
等しい幅にわたって包囲する周縁領域を有し、この周縁領域は前記第２の金属被
覆部の周縁部によって生成される電磁界の振幅が最大である領域に対応する領域
を含み、この周縁領域の少なくとも一部に穴が設けられ、それらの穴を分離して
いる固体部分によって第２の金属被覆部を支持する前記第２のプレートの部分と
前記第２のプレートの残りの部分との間の機械的接続が確保されていることを特
徴とする。
マイクロストリップアンテナは、 第１の絶縁プレートと、接地平面を形成するために前記第１のプレートの一部
を被覆している前記プレートの１表面上に形成された第１の金属被覆部と、 第２の絶縁プレートと、前記第２のプレートの１表面上に形成され、第１の金
属被覆部よりも小さい寸法を有する第２の金属被覆部と、 前記第１および第２の金属被覆部に接続されている少なくとも１つの供給ライ
ンと、 ２つの金属被覆部が相互に面し、第２の金属被覆部が第１の金属被覆部に対向
するように予め定められた相対的位置に２つのプレートを維持するように２つの
絶縁プレートを固定しているスペーサ手段とを具備し、 前記第２の絶縁プレートは、前記第２の金属被覆部の周囲の実質上λ／１０に
等しい幅にわたって包囲する周縁領域を有し、この周縁領域は前記第２の金属被
覆部の周縁部によって生成される電磁界の振幅が最大である領域に対応する領域
を含み、この周縁領域の少なくとも一部に穴が設けられ、それらの穴を分離して
いる固体部分によって第２の金属被覆部を支持する前記第２のプレートの部分と
前記第２のプレートの残りの部分との間の機械的接続が確保されていることを特
徴とする。
【０００７】 接地平面と放射素子パッチが良好な機械強度を与える絶縁支持体上に配置さ
れており、さらに導電金属被覆部が相互に直接対向することによって、誘電体と
して空気を使用する１以上の放射素子パッチを具備し、支持体として作用する絶
縁プレートにより機械的接続が容易であるので、適切な機械的構造を与えるマイ
クロストリップアンテナが得られることが理解されよう。
れており、さらに導電金属被覆部が相互に直接対向することによって、誘電体と
して空気を使用する１以上の放射素子パッチを具備し、支持体として作用する絶
縁プレートにより機械的接続が容易であるので、適切な機械的構造を与えるマイ
クロストリップアンテナが得られることが理解されよう。
【０００８】 さらに、以下詳細に説明するように、放射素子パッチを形成する少なくとも
金属被覆の一部を囲むプレートに穴が存在することによって、放射金属被覆部の
周縁部によって発生される最大の電界領域で誘電体として空気を使用することが
効果的に可能になる。このようにしてアンテナの最適な機能が得られる。
金属被覆の一部を囲むプレートに穴が存在することによって、放射金属被覆部の
周縁部によって発生される最大の電界領域で誘電体として空気を使用することが
効果的に可能になる。このようにしてアンテナの最適な機能が得られる。
【０００９】 本発明の実施形態の好ましい形状によれば、アンテナの第２の絶縁プレート
には実質上方形の形状の複数の第２の金属被覆部が設けられ、金属被覆部は接続
部分により電気的に接続されている。
には実質上方形の形状の複数の第２の金属被覆部が設けられ、金属被覆部は接続
部分により電気的に接続されている。
【００１０】 異なる放射金属被覆部が存在するために、アンテナの利得に適切に適合する
ことを可能にするこの実施形態では、穴はまた異なる放射金属被覆部間を電気的
に接続する手段の側面に位置する周縁領域にも設けられている。
ことを可能にするこの実施形態では、穴はまた異なる放射金属被覆部間を電気的
に接続する手段の側面に位置する周縁領域にも設けられている。
【００１１】
本発明の他の特徴および利点は、発明を限定するものではない例示として与え
られる本発明の幾つかの実施形態の以下の説明によりさらに明白になるであろう
。 図１を最初に参照すると、放射部分が１つの金属被覆部により構成される場合
のマイクロストリップアンテナの第１の実施形態が示されている。
られる本発明の幾つかの実施形態の以下の説明によりさらに明白になるであろう
。 図１を最初に参照すると、放射部分が１つの金属被覆部により構成される場合
のマイクロストリップアンテナの第１の実施形態が示されている。
【００１２】 このアンテナは、印刷回路を製造するために使用されるタイプの絶縁材料か
ら作られ、十分な機械的特性を与えるために厚さが０．８乃至１．６ミリメート
ルの範囲であることが好ましい第１のプレート10を具備している。このプレート
10の上部面10ａ上に、アンテナの接地平面を構成するため、例えば銅の金属被覆
部12が形成される。この金属被覆部12は通常方形である。アンテナはまたプレー
ト10と同一の絶縁材料で作られる第２の絶縁プレート14を具備しており、その厚
さｅはプレート10の厚さと同程度である。下部表面14ａ上に、適切な技術により
金属被覆部16が形成され、アンテナの放射素子プレート（パッチと呼ぶ）を構成
する。知られているように、金属被覆部16もまた方形であり、その寸法はアンテ
ナが動作する周波数帯域に適合されている。金属被覆部が設けられていない絶縁
プレート10、14の部分に固定されている18、20等のスペーサは、２つの絶縁プレ
ート、したがって接地平面12と放射素子パッチ18の厳密な位置付けを確実にする
。よく知られているように、アンテナはそれぞれ放射素子パッチ16と接地平面12
に接続されている供給ライン22により完成される。さらに、絶縁プレート14には
周縁領域に配置された24と26等の穴または凹部が設けられ、周縁領域は図２を参
照して以下説明するような理由で金属被覆部16により被覆される絶縁プレート14
部分を囲んで配置されている。
ら作られ、十分な機械的特性を与えるために厚さが０．８乃至１．６ミリメート
ルの範囲であることが好ましい第１のプレート10を具備している。このプレート
10の上部面10ａ上に、アンテナの接地平面を構成するため、例えば銅の金属被覆
部12が形成される。この金属被覆部12は通常方形である。アンテナはまたプレー
ト10と同一の絶縁材料で作られる第２の絶縁プレート14を具備しており、その厚
さｅはプレート10の厚さと同程度である。下部表面14ａ上に、適切な技術により
金属被覆部16が形成され、アンテナの放射素子プレート（パッチと呼ぶ）を構成
する。知られているように、金属被覆部16もまた方形であり、その寸法はアンテ
ナが動作する周波数帯域に適合されている。金属被覆部が設けられていない絶縁
プレート10、14の部分に固定されている18、20等のスペーサは、２つの絶縁プレ
ート、したがって接地平面12と放射素子パッチ18の厳密な位置付けを確実にする
。よく知られているように、アンテナはそれぞれ放射素子パッチ16と接地平面12
に接続されている供給ライン22により完成される。さらに、絶縁プレート14には
周縁領域に配置された24と26等の穴または凹部が設けられ、周縁領域は図２を参
照して以下説明するような理由で金属被覆部16により被覆される絶縁プレート14
部分を囲んで配置されている。
【００１３】 この図２でも絶縁プレート10、金属被覆部12、絶縁プレート14、放射素子パ
ッチを形成する金属被覆部16が示されている。この拡大された図面は導電プレー
ト12と16の間で対向部分に発生した電磁界30のラインと、金属被覆部16の周縁部
16ａ上で循環する電流により発生された電磁界32のラインを示している。図面で
示されているように、この周縁部16ａにより発生された最大の電磁界領域のこれ
らの電磁界ラインは最初に絶縁支持体14方向に導かれる。この絶縁支持体14が価
格的な理由で並の誘電特性を有する材料で製造されるとき、この特性はアンテナ
品質を減少する。この理由で、詳細に説明するように穴24、26が金属被覆部16周
囲に作られる。このように、金属被覆部16の周縁部により放射される電磁界ライ
ンは誘電体が導電プレート12と16の間のケースと同様に空気により構成されてい
る穴24、26を横切る。
ッチを形成する金属被覆部16が示されている。この拡大された図面は導電プレー
ト12と16の間で対向部分に発生した電磁界30のラインと、金属被覆部16の周縁部
16ａ上で循環する電流により発生された電磁界32のラインを示している。図面で
示されているように、この周縁部16ａにより発生された最大の電磁界領域のこれ
らの電磁界ラインは最初に絶縁支持体14方向に導かれる。この絶縁支持体14が価
格的な理由で並の誘電特性を有する材料で製造されるとき、この特性はアンテナ
品質を減少する。この理由で、詳細に説明するように穴24、26が金属被覆部16周
囲に作られる。このように、金属被覆部16の周縁部により放射される電磁界ライ
ンは誘電体が導電プレート12と16の間のケースと同様に空気により構成されてい
る穴24、26を横切る。
【００１４】 図３および４を参照して、アンテナの第２の実施形態を説明する。それにお
いて、アンテナの放射部分はそれぞれ符号34、36で参照されている２つの金属被
覆部により構成される。知られているように、これらの２つの金属被覆部は実質
上正方形でありそれらの側面はλ／２に対応し、λはアンテナが動作する波長で
ある。これらの２つの金属被覆部34、36は電気接続部38により共に電気的に接続
され、金属被覆部34と36の間の電気的な連続性を確実にする。金属被覆部34と36
周辺と、接続部38の各側面上には、幅ｈが実質上λ／１０に等しいいわゆる周縁
領域40が限定されている。この周縁領域40内に、24と26のような穴が作られる。
勿論、穴は周縁領域40の可能な最高の割合を占め、それにもかかわらず金属被覆
部が形成されている絶縁プレート14の部分とスペーサ18と20が固定されているこ
のプレートの残りの部分との間に十分な機械的接続を確実にする。電磁界の振幅
が最大である箇所では絶縁プレートを構成する材料は優先的に除去されなければ
ならない。
いて、アンテナの放射部分はそれぞれ符号34、36で参照されている２つの金属被
覆部により構成される。知られているように、これらの２つの金属被覆部は実質
上正方形でありそれらの側面はλ／２に対応し、λはアンテナが動作する波長で
ある。これらの２つの金属被覆部34、36は電気接続部38により共に電気的に接続
され、金属被覆部34と36の間の電気的な連続性を確実にする。金属被覆部34と36
周辺と、接続部38の各側面上には、幅ｈが実質上λ／１０に等しいいわゆる周縁
領域40が限定されている。この周縁領域40内に、24と26のような穴が作られる。
勿論、穴は周縁領域40の可能な最高の割合を占め、それにもかかわらず金属被覆
部が形成されている絶縁プレート14の部分とスペーサ18と20が固定されているこ
のプレートの残りの部分との間に十分な機械的接続を確実にする。電磁界の振幅
が最大である箇所では絶縁プレートを構成する材料は優先的に除去されなければ
ならない。
【００１５】 高い割合で周縁領域40の穴を設けることとこの領域の残る領域の機械的強度
との間で妥協するために、穴の密度は最大の磁界の存在に対応している導電プレ
ート34と36のエッジに沿って増加し、この密度は他のエッジに沿っておよび電気
接続38のエッジに沿って減少する。例えば図３の場合、導電プレートの幅全体に
対応するスロット42、44ａ、44ｂ、46ａ、46ｂ、48がこの周縁領域40に設けられ
る。一方、２つの金属被覆部のそれぞれの他の２つのエッジ上では、絶縁材料52
の部分により分離されている形状が例えば円形である穴50等の間隔を隔てられた
穴が単に設けられており、プレート全体の機械的な連続性を確保している。
との間で妥協するために、穴の密度は最大の磁界の存在に対応している導電プレ
ート34と36のエッジに沿って増加し、この密度は他のエッジに沿っておよび電気
接続38のエッジに沿って減少する。例えば図３の場合、導電プレートの幅全体に
対応するスロット42、44ａ、44ｂ、46ａ、46ｂ、48がこの周縁領域40に設けられ
る。一方、２つの金属被覆部のそれぞれの他の２つのエッジ上では、絶縁材料52
の部分により分離されている形状が例えば円形である穴50等の間隔を隔てられた
穴が単に設けられており、プレート全体の機械的な連続性を確保している。
【００１６】 図３、４でも示されているように、接地平面12を各金属被覆部34および36に
実質上その中心部でそれぞれ接続する51、53等の短絡回路ワイヤが設けられるこ
とが有効である。このようにして、実質上ゼロの電位が各放射素子パッチ34と36
の中心に設定され、これはアンテナの安定性を改良する。
実質上その中心部でそれぞれ接続する51、53等の短絡回路ワイヤが設けられるこ
とが有効である。このようにして、実質上ゼロの電位が各放射素子パッチ34と36
の中心に設定され、これはアンテナの安定性を改良する。
【００１７】 図５は周縁領域40内の穴の異なる実施形態を示している。この図面は金属被
覆部34とそれに接続された電気接続部38の一部分を示している。最大の電磁界に
対応する周縁領域40の部分では、例えば円形の相互に非常に隣接している穴54が
見られ、一方、プレートのその他の２つのエッジに沿って同様の円形の穴56が見
られるが、これは相互間隔が穴54よりも離れており、それによって全体的な機械
的強度が特別に得られる。
覆部34とそれに接続された電気接続部38の一部分を示している。最大の電磁界に
対応する周縁領域40の部分では、例えば円形の相互に非常に隣接している穴54が
見られ、一方、プレートのその他の２つのエッジに沿って同様の円形の穴56が見
られるが、これは相互間隔が穴54よりも離れており、それによって全体的な機械
的強度が特別に得られる。
【００１８】 言うまでもなく、アンテナの放射部分が電気的に共に接続されている２個よ
りも多数の導電プレートにより構成された場合にも本発明の技術的範囲に含まれ
る。アンテナの放射部分を形成する導電プレートが電気的に接続されないで、そ
れぞれ22等のアンテナラインを具備している場合にも本発明の技術的範囲に含ま
れる。最後に、放射導電素子周辺の真空率と十分な機械的強度の両者を得るため
に個々の穴54または56の寸法に遊びがあってもよいことに注意すべきである。
りも多数の導電プレートにより構成された場合にも本発明の技術的範囲に含まれ
る。アンテナの放射部分を形成する導電プレートが電気的に接続されないで、そ
れぞれ22等のアンテナラインを具備している場合にも本発明の技術的範囲に含ま
れる。最後に、放射導電素子周辺の真空率と十分な機械的強度の両者を得るため
に個々の穴54または56の寸法に遊びがあってもよいことに注意すべきである。
【００１９】 同様に、前述の説明では、放射プレートは長方形または方形である。しかし
ながら、言うまでもなく、これらの金属被覆部が円形、多角形等の形状であって
も本発明の技術的範囲に含まれる。
ながら、言うまでもなく、これらの金属被覆部が円形、多角形等の形状であって
も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図１】 ただ１つの放射金属被覆部を具備する場合のアンテナの第１の実施形態の垂直
断面図。
断面図。
【図２】 接地平面と放射金属被覆部間の電磁界ラインを示している図１の詳細図。
【図３】 複数の放射金属被覆部を有する場合の上部プレートの下面図。
【図４】 複数の放射金属被覆部を有する本発明にしたがったマイクロストリップアンテ
ナの垂直断面図。
ナの垂直断面図。
【図５】 放射金属被覆部を囲む穴の異なる実施形態を示した図３の部分図。
Claims (6)
- 【請求項１】 波長λの電波を送信または受信するマイクロストリップアン
テナにおいて、 第１の絶縁プレートと、接地平面を形成するために前記第１のプレートの一部
を被覆している前記プレートの１表面上に形成された第１の金属被覆部と、 第２の絶縁プレートと、前記第２のプレートの１表面上に形成され、第１の金
属被覆部よりも小さい寸法を有する第２の金属被覆部と、 前記第１および第２の金属被覆部に接続されている少なくとも１つの供給ライ
ンと、 ２つの金属被覆部が相互に面し、第２の金属被覆部が第１の金属被覆部に対向
するように予め定められた相対的位置に２つのプレートを維持するように２つの
絶縁プレートを固定しているスペーサ手段とを具備し、 前記第２の絶縁プレートは、前記第２の金属被覆部の周囲の実質上λ／１０に
等しい幅にわたって包囲する周縁領域を有し、この周縁領域は前記第２の金属被
覆部の周縁部によって生成される電磁界の振幅が最大である領域に対応する領域
を含み、この周縁領域の少なくとも一部に穴が設けられ、それらの穴を分離して
いる固体部分によって第２の金属被覆部を支持する前記第２のプレートの部分と
前記第２のプレートの残りの部分との間の機械的接続が確保されていることを特
徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項２】 前記第２のプレートには実質上方形の形状である複数の第２
の金属被覆部が設けられ、前記金属被覆部は接続部を形成する供給ラインにより
電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。 - 【請求項３】 各第２の金属被覆部は周縁領域により実質上囲まれ、各接続
部は周縁領域により境界を付けられ、穴は各周縁領域の少なくとも一部に配置さ
れていることを特徴とする請求項２記載のアンテナ。 - 【請求項４】 各第２の金属被覆部では、穴は同じ金属被覆部の２つの平行
な側面の長さ全体にわたって配置されているスロットを構成していることを特徴
とする請求項２記載のアンテナ。 - 【請求項５】 前記穴は円形の孔を具備していることを特徴とする請求項１
乃至４のいずれか１項記載のアンテナ。 - 【請求項６】 それぞれ前記第１の金属被覆部を第２の金属被覆部の中心に
接続する短絡回路線をさらに具備していることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか１項記載のアンテナ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR98/12727 | 1998-10-12 | ||
| FR9812727A FR2784506A1 (fr) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Antenne a plaque |
| PCT/FR1999/002449 WO2000022695A1 (fr) | 1998-10-12 | 1999-10-12 | Antenne a plaque |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002527974A true JP2002527974A (ja) | 2002-08-27 |
Family
ID=9531422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000576510A Pending JP2002527974A (ja) | 1998-10-12 | 1999-10-12 | パッチアンテナ |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6285326B1 (ja) |
| EP (1) | EP1038333B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002527974A (ja) |
| KR (1) | KR20010032890A (ja) |
| CN (1) | CN1126191C (ja) |
| AT (1) | ATE299299T1 (ja) |
| DE (1) | DE69926050D1 (ja) |
| DK (1) | DK1038333T3 (ja) |
| ES (1) | ES2245516T3 (ja) |
| FR (1) | FR2784506A1 (ja) |
| HK (1) | HK1034811A1 (ja) |
| TW (1) | TW445666B (ja) |
| WO (1) | WO2000022695A1 (ja) |
Cited By (2)
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