JP2008109459A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】設計が簡単にでき，且つ，小型で特性のよいアンテナを提供する。
【解決手段】少なくとも，放射器１０と反射器２０とを備えるアンテナ１おいて，前記アンテナ１は，シールド製を有する電子機器箱体３１に収容された受信した信号を処理する信号処理回路３０を備え，該電子機器箱体３１は，前記反射器２０の一部を利用して構成する。そして，前記反射器２０は，板状の平面体を所望の形状に形成することによって，反射器２０を信号処理回路３０に対する電波の遮蔽体として使用する。信号処理回路３０として，信号増幅回路や外付けのアンテナからの信号を混合する混合回路を構成する。

【選択図】 図２

Description

本発明は，主にテレビ受信に利用されるアンテナに関し，詳しくはテレビ電波を受信するのに適したアンテナの構成に関する。

アーム上に反射器と，放射器と，導波器を配設してなるテレビ受信用アンテナ装置において，放射器の給電部に，当該テレビ受信用アンテナ装置の受信信号と他のアンテナ装置からの受信信号を混合できるように，他のアンテナからの受信信号を入力するための混合を備えた混合器を内蔵させたアンテナが提案されている。（例えば，特許文献１参照）
このようなアンテナは，例えば，今まで同一方向から送信されてくる地上アナログ放送を受信していた地域において，地上アナログ放送とは異なる場所に設置された送信等から送信される地上ディジタル放送を受信するためのアンテナを簡単に追加設置できるように構成できるし，また，地上放送の受信に加えてＢＳ・１１０度ＣＳのような衛星ディジタル放送を楽しもうとする場合に，簡単に衛星アンテナからの受信信号を混合器で混合して一本の引込線で引き込むように構成することができることから設置工事を簡単に行うことができるアンテナを提供できる。そして，混合器に加えて，受信した信号を適宜に増幅する信号増幅器を備えさせれば，引込線の長さや，分岐・分配器による損失の補償が簡単に行うことができより汎用性の高いアンテナを構成することができるし，増幅器に混合器を備えさせれば引込線が一本で配線できる。

特開２００５−１３０１１７号公報

しかしながらディジタル放送を受信しようとする場合，ディジタル放送の特徴として受信信号のＣ／が所定レベル以下になると急激に画像が劣化し，ブロックノイズが発生したり，妨害がひどい場合は映像が遮断してしまったりすることが起きる。つまり，従来に示されるようなアンテナでは，混合器や増幅器がシールドされていないために，妨害波が直接混合器や増幅器に入力されることによって，受信画像に影響がでる場合があるといった問題があった。これに対して，混合器や増幅器をシールド製に優れた電子機器箱体に収納すれば，妨害波による影響をなくすことはできるが，シールド製の良い電子機器箱体は構造的に精度よく形成されてないといけないのでコストが高いものになってしまう。
そこで，本発明においては，混合器や増幅器を簡単な構成の電子機器箱体に内蔵してもシールド性能を劣化させるこがなく，しかも，アンテナを小型化すると共に，なるべく薄型に構成することによってコストを安価にし，ベランダやアンテナ支柱だけでなく室内設置にもその操作性がよく汎用性の高いアンテナを提案することになされるものであり，
その目的は，簡単な構成で電気的特性のよいアンテナを提案することを課題とする。
他の目的は，小型でも高性能なアンテナを提供することを課題とする。
他の目的は，簡単な構成で安価なアンテナを提供することを課題とする。
他の目的は，設置工事に際して簡単且つ安全なアンテナを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために，請求項１の発明は，少なくとも，放射器と反射器とを備えるアンテナおいて，前記アンテナは，電子機器箱体に収容された受信した信号を処理する信号処理回路を備えており，該信号処理回路は，前記反射器の後方側に位置するように配設した。

請求項２の発明は，少なくとも，放射器と反射器とを備えるアンテナおいて，前記アンテナは，シールド製を有する電子機器箱体に収容された受信した信号を処理する信号処理回路を備え，該電子機器箱体は，前記反射器の一部を利用して構成した。

請求項３の発明は，請求項１または請求項２の何れか１項に記載のアンテナにおいて，前記反射器は，板を所望の形状に形成してなることを特徴とする。

請求項４の発明は，請求項１から請求項３の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記反射器は，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に直交する面に略平行に配される矩形に形成された第１の反射器と，該第１の反射器の両長辺側をそれぞれ放射器方向に折曲部において折り曲げ形成し，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に平行する面に略平行に配される矩形に形成された第２の反射器とからなる断面コ字状に形成した。

請求項５の発明は，請求項１から請求項４の何れか１項に記載のアンテナにおいて，アンテナで受信した信号は，前記反射器の所定位置に形成された挿通口に挿通された伝送線路を介して前記信号処理回路に入力されるように構成した。

請求項６の発明は，請求項１から請求項５の何れか１項に記載のアンテナにおいて，前記信号処理回路は，このアンテナで受信した信号を増幅する増幅回路であるように構成する。

請求項７の発明は，請求項１から請求項５の何れか１項に記載のアンテナにおいて，前記信号処理回路は，このアンテナで受信した信号と，このアンテナが受信する周波数帯の信号とは異なる周波数帯を受信する外付けのアンテナで受信した信号とを混合する混合回路であるように構成する。

請求項８の発明は，請求項１から請求項６の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記アンテナの使用周波数はＵＨＦ帯のテレビ信号であるように構成した。

請求項１の発明によれば，反射器の後方側となる位置に電子機器箱体に収納した信号処理回路を配設するように構成したので，信号処理回路の配設によって，アンテナの電気的特性に影響を与えることが無く，アンテナの設計が簡単且つ安価にできる。このとき，電子機器箱体は，反射器の投影面積より小さい直方体状であって，アンテナの前後方向に略平行な面の突出寸法より，アンテナの前後方向に直交する平面に略平行な面の寸法が長い薄型に形成し，反射器の後方側に沿うように配設すれば，アンテナに信号処理回路を備えてもアンテナの前後方向の寸法がそれほど大きくならない。
加えて，請求項３に示されるように，反射器を板を所望の形状になるように金型等によって形成すれば，電波到来方向にアンテナを正しく向けたときに，信号処理回路は，反射器の真後ろの，ちょうど電波の陰になる部分に配設されることになるため，電子機器箱体は特に優れたシールド性能を有するように構成されていなくてもよく，電子機器箱体の構造が簡単に構成できることによって，箱体のコストが安価に作製できる。

請求項２の発明によれば，信号処理回路を前記反射器の一部を利用して構成したシールド性を有する電子機器箱体に収容するように構成したので，上記効果に加え，電子機器箱体の構成が簡単になることによってコストが安価にでき，延いては製品のコストダウンが実現できる。そして構成部品が少なくなることから，アンテナの軽量化ができる。また，反射器と電子機器箱体が重合する位置に配設されることから，電子機器箱体を備えてもアンテナの形状が大きくなることはない。

請求項４の発明は，請求項１から請求項３の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記反射器は，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に直交する面に略平行に配される矩形に形成された第１の反射器と，該第１の反射器の両長辺側をそれぞれ放射器方向に折曲部において折り曲げ形成し，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に平行する面に略平行に配される矩形に形成された第２の反射器とからなる断面コ字状に形成したので，薄型のアンテナが提供できる。

そして，請求項５の発明によれば，アンテナで受信した信号を信号処理回路に伝送するための伝送線路を，反射器の所定位置に形成された挿通口に挿通させるように構成したので，上記利点に加え，伝送線路による，受信信号の損失をできる限り小さいものとすることができる。

請求項６および請求項７の発明によれば，信号処理回路がアンテナで受信した信号を増幅する増幅回路や，このアンテナとは異なる外付けのアンテナで受信した信号を混合するための混合回路などに構成すれば，アンテナからの引込み線が一本にすることができるので，アンテナの設置作業ばかりでなく，引込線の配線作業が簡単にできる利便性の良いアンテナが提供できる。

そして請求項８に示される構成のように，このアンテナをＵＨＦ帯のテレビ信号に対応するようにすれば，小型であっても特性の良い地上ディジタル放送受信用に好適なＵＨＦアンテナを提供することができる。

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明に係るアンテナの構成を前方側から見た概略斜視図であリ，図２は本発明に係るアンテナの構成を後方側から見た概略斜視図である。図３は本発明のアンテナの後方側から見た反射器の一部を破断した分解斜視図である。図４（ａ）はアンテナを構成する放射器の概略構成図であり，（ｂ）は位相調整手段の異なる実施例を示す。
図５はアンテナの構成を示す概略図であり，（ａ）は右側面図，（ｂ）は上面図である。

図に示される１は本発明に係る実施例のアンテナである。本発明のアンテナ１は少なくとも放射器１０と反射器２０から構成される。
先ず放射器１０について図１，図２および図４を用いて説明する。図１，図２および図４において１０は本発明の実施例の放射器を示す。この図に示されるように放射器１０は，第１放射器１１と第２放射器１２を，図に示される前方（図に示される矢印Ｆ方向。以下，特に明示しない限り，方向の基準は矢印Ｆ方向を前方とする。）に第２放射器１２，後方に第１放射器１１となるように相互に離隔して平行に配した構成になっている。この第１放射器１１は薄板状の導電材を矩形に形成した一対の放射素子１１ａ，１１ｂをその長手方向の軸線を一致させて互いに対称位置に離隔して配置し，前記第２放射器は薄板状の導電材を矩形に形成した一対の放射素子１２ａ，１２ｂをその長手方向の軸線を一致させて互いに対称位置に離隔して配置すると共に，第１放射器１１と第２放射器１２とは相互に所定間隔だけ離して平行に配するように構成されている。
そして，図４（ａ）に良く示されるように，矩形に形成された前記第１放射器１１の放射素子１１ａ，１１ｂの四隅の内で最も内側で前記第２の放射器側に位置する元部Ａａ，Ａｂと，前記第２放射器１２の放射素子１２ａ，１２ｂの元部Ｃａ，Ｃｂの間であって，第１放射器１１と第２放射器１２の配列方向に相対向する元部と元部との間には，夫々位相調整用の位相調整手段１５ａ，１５ｂを介設している。

そして，この構成において所望の電気的特性が得られるように第１放射器１１および第２放射器１２の長さ，間隔等を決定する。本発明によれば前記第１放射器１１の長さは使用周波数における最小周波数に対応する波長λ１の略２分の１であり，前記第２放射器１２の長さは使用周波数における中心周波数に対応する波長λ２の略２分の１であり，第１放射器と第２放射器の相互の間隔は使用周波数における中心周波数に対応する波長λ２の略０．０５から０．２倍であるように構成されている。
ここで，放射器の具体的な寸法を図５に示す。第１放射器１１は長さＷ１１＝１５０ｍｍ，幅ＷＷ１＝２５ｍｍの放射素子を長さＷ１＝３１５ｍｍとなるようにその長手方向の軸線を一致させて互いに対称位置に離隔して配置されており，第２放射器１２は長さＷ２２＝１３０ｍｍ，幅ＷＷ２＝２５ｍｍの放射素子を長さＷ２＝２７５ｍｍとなるようにその長手方向の軸線を一致させて互いに対称位置に離隔して配置されている。第１放射器１１と第２放射器１２の間隔Ｌ２＝６０ｍｍである。
このように構成された放射器１０は第１放射器１１，第２放射器１２の配列方向に最大の指向特性を有するように構成される。
尚，本発明の実施例において，前記第１放射器１１および前記第２放射器１２は板圧ｔ＝０．２ｍｍの金属板を所定長に打ち抜き加工したものであるが，導電材をプレス加工したものでもよいし，薄い導電在を樹脂で一体成形した物でもよいなど，導電材料であれば実施例に限定されるものではない。
また，本発明の実施例では，前記位相調整手段１５は金属板等を所定長に打ち抜き形成することによって形成されているのであるが。図４（ｂ）に示すようにプリント配線板２９に備えられた金属導体を所定の長さにエッチングすることによって位相調整手段１５を形成したものでもよいことは言うまでも無い。

図に示される３は導波器であり，本発明の実施例では，この導波器３は前記放射器１０の放射素子と同様に薄板状の金属材を金型等で抜き打ち加工したものであり，その長さＷ３＝１６０，幅ＷＷ３＝１０ｍｍである。そして，放射器１２と導波器３との間隔Ｌ１＝５２ｍｍである。この導波器３は広域用に備えられたものであり，必要に応じて備えさせてもよいし，なくてもよい。

次に反射器２０について説明する。本発明に示される反射器２０は図１，図２，図３および図５に示されるように，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に直交する面に略平行に配される矩形に形成された第１反射器２１と，該第１反射器２１の両長辺側をそれぞれ放射器１０方向に折曲部（即ち，第１反射器２１の長辺）１４において折り曲げ形成し，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に平行する面に略平行に配される矩形に形成された第２反射器２２ａ，２２ｂとからなる。
ここで，反射器２９の具体的な寸法を図５に示す。第１反射器２０は長さＷ４＝３２０ｍｍ，高さＨ４＝５５ｍｍであり，第２放射器２２は第１放射器の長辺１４において放射器１０の方向に幅ＷＷ４＝２２．５ｍｍ（長さはＷ４と同じ寸法の３２０ｍｍ）だけ折り返した構成となっている。そして，第１放射器１１と反射器２０の間隔Ｌ３＝５５ｍｍである。
尚，本発明の実施例において，前記反射器２２は板圧ｔ＝０．２ｍｍの金属板を所定長に折り曲げ加工したものであるが，導電材をプレス加工したものでもよいし，薄い導電在を樹脂で一体成形したものでもよいなど，導電材料であれば実施例に限定されるものではない。

次に，本発明のアンテナの特徴である信号処理回路３０およびその取付構造について図１，図２，図３を基に説明する。本発明の特徴は，信号処理回路３０を電波の遮蔽効果が期待できる反射器の後方側に位置するように配設したことである。以下，説明を簡単にするため，この信号処理回路３０はアンテナ１で受信した信号を増幅するための信号増幅回路である例を用いて説明する。
この信号増幅回路３０は増幅回路が組み付けられたプリント基板３９を，シールド性を有するように構成された電子機器箱体（以下，シールドケースと記載する）３１に収納した構成となっている。
シールドケース３１は，少なくとも信号増幅回路を収納するケース本体３２から構成されており，本実施例ではケース本体３２は前後を開口した枠体である。そして，この枠体３２に信号増幅回路が形成されたプリント配線板３９を半田付け等によって固着して収納したら，枠体３２の前方側の開口部３３を前記反射器２０の第１反射器２１によって閉塞するように第１反射器２１に組付けられる。本発明の実施例では，第１反射器２１への組付けは，枠体３２の前方側開後部３３の端部に形成された４箇所（図では一ヶ所が見えない）の係止片３２ａと，反射器２０の第１反射器２１に形成された取付用貫通孔２１ａに対して，後方側から固着手段としてのビス３８を締め付けることによって確実に固定される。
そして，反射器２０に枠体３２を組み付けたなら，枠体３２の後方側の開口部３４を蓋体３５で閉塞する。この閉塞は，開口部３４の開口端に形成した係止片３２ｂを蓋体３５に形成された係止孔３５ｂに挿通させて，係止片３２ｂに対して工具を使って捻じ曲げ等の変形を加えることによって行われ，これによってシールド性を有する信号増幅回路３０が形成される。つまり，この実施例では，電子機器箱体３１の一方の前方側開後部３３を閉塞するための蓋体を反射器２０の一部を使って構成することによって，電子機器箱体３１の構成部品が削減できるのである。
尚，信号処理回路３０を信号増幅回路で構成した例を示したが，例えば，本発明のアンテナで受信した信号と外部アンテナからの信号を混合する混合回路でもよく，信号増幅回路と混合回路を併せ持ったものでもよいなど，特に実施例に限定されるものではない。この場合，図に示される４１がアンテナ出力端子であり，４２が外部アンテナ入力端子である。

この信号処理回路３０には，放射器１０の給電点１６ａ，１６ｂから平衡線路１７，平衡不平衡変換回路１８，不平衡線路１９を介してアンテナで受信した信号が供給されている。尚，２３は反射器に形成された前記不平衡線路１９を挿通するための挿通孔であり，アンテナの電気的特性に影響のない大きさ，位置で，不平衡線路１９としての同軸ケーブルの損失が極力小さくなるような位置に配設されるように形成されている。そして，引き出された不平衡線路１９の所定の加工がなされた先端部は，枠体３２の側面に形成された入力端引出孔３６から突出するように形成された，プリント基板３９と一体的に形成された入力端３９ａに接続されており，アンテナで受信した信号を信号処理回路３０に入力するように構成されている。

尚，本発明に係る上記実施例においては，信号処理回路３０は第１反射器２１の後方側に取り付けた例を示したが，特にこの実施例に限定されるものではなく，電気的特性に影響が出ない範囲において，反射器の一部を信号処理回路３０のシールドケースの一部として使用することによって，部材の削減や組立て工数の削減ができればよく，この場合の信号処理回路３０の取付位置は，反射器の前側であってもよいし，反射器２０を挟み込むようにしてもよく，特にその取り付け位置は限定されるものではない。
また，上記実施例では，反射器２０の一部を信号処理回路３０のシールドケース３１の一部として形成する例を示したが，上記実施例とは異なる実施例として，特に反射器２０とシールドケース３１の部材を共通化する必要は無く，反射器２０とは別体の電子機器箱体３１を形成して，反射器２０の後方側に位置するように配設しても，アンテナの特性に影響を及ぼすことが無い点で，上記実施例と同様な効果を有することは言うまでもない。
更に，上記実施例では，反射器２０は薄板状の金属板を断面略コ字状に折り曲げ加工したもので構成したが，反射器２０は，平板状のままでも良いし，湾曲状に形成しても良い。また，略中央部で上側と下側を前方に折り返して断面略く字状に形成いても良いなど，特にその形状は限定されるものではなく，アンテナの使用周波数において所望の電気的特性が得られ，妨害波等の電波を遮蔽するような形状に形成されていれば円形でも矩形でも良い。
加えて，上記実施例では，反射器２０は全体が薄板状の金属板からできているが，アンテナの更なる軽量化を図るために，反射器２０の一部であって信号処理回路の側面に対向する所定範囲（この部分の投影面が信号処理回路より大きい範囲であり，電波を所望の量だけ遮蔽するのに必要な面積）を除く部分には，アンテナの特性に影響の無い範囲で開口窓等を打ち抜き形成しても良い。

以上，本発明のアンテナの構成によれば，反射器２０の後方側となる位置に電子機器箱体３１に収納した信号処理回路３０を配設するように構成することによって，アンテナの電気的特性に影響を与えることが無く信号処理回路３０の配設ができ，アンテナの設計が簡単且つ安価にできる。このとき，電子機器箱体３１は，反射器２０の投影面積より小さい直方体状であって，アンテナの前後方向に略平行な面の突出寸法より，アンテナの前後方向に直交する平面に略平行な面の寸法が長い薄型に形成し，反射器２０の後方側に沿うように配設すれば，アンテナに信号処理回路３０を備えてもアンテナの前後方向の寸法が大きくならない。
加えて，上記実施例にように，反射器を板状の平面体からなる金属体を所望の形状になるように金型等によって形成することによって，電波到来方向にアンテナを正しく向けたときに，信号処理回路は，反射器の真後ろの，ちょうど電波の陰になる部分に配設されることになるため，電子機器箱体３１は特に優れたシールド性能を有するように構成されていなくてもよく，電子機器箱体３１の構造が簡単に構成できることによって，箱体のコストが安価に作成できる。

そして，信号処理回路３０は，反射器の一部を利用して構成したシールド性を有する電子機器箱体に収容するように構成すれば，上記効果に加え，電子機器箱体の構成が簡単になることによって，部品代や組付け工数が削減でき，延いては製品のコストダウンが実現できる。加えて，構成部品が少なくなることから，アンテナの軽量化ができる。また，反射器２０と電子機器箱体３１が重合する位置に配設されることから，電子機器箱体３１を備えてもアンテナの形状が大きくなることはない。

また，信号処理回路３０がアンテナで受信した信号を増幅する増幅回路や，このアンテナとは異なる外付けのアンテナで受信した信号を混合するための混合回路などに構成すれば，アンテナからの引込み線が一本にすることができるので，アンテナの設置作業ばかりでなく，引込線の配線作業が簡単にできる利便性の良いアンテナが提供できる。
そして，このように構成されたアンテナをＵＨＦ帯のテレビ信号に対応するようにすれば，小型であっても特性の良い地上ディジタル放送受信用に好適なＵＨＦアンテナを提供することができる。

尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。

本発明に係るアンテナの構成を示す前方側から見た概略斜視図である。 本発明に係るアンテナの構成を示す後方側から見た概略斜視図である。 本発明の反射器と信号処理回路を後方側から見た分解斜視図である。 （ａ）はアンテナを構成する放射器の概略構成図であリ，（ｂ）は位相調整手段の異なる実施例である。 本発明に係るアンテナを構成する各エレメントの配置を示す概略図であり，（ａ）は右側面図，（ｂ）は上面図である。

符号の説明

１…アンテナ，１０…放射器，１１…第１放射器，１１ａ・１１ｂ…放射素子，１２…第２放射器，１２ａ・１２ｂ…放射素子，１４…折曲部，１５…位相調整手段，１６ａ・１６ｂ…給電点，１７…平衡線路，１８…平衡不平衡変換回路，１９…不平衡線路，２０…反射器，２１…第１反射器，２１ａ…取付用貫通孔，２２ａ・２２ｂ…第２反射器，２３…挿通孔，２９…プリント配線板，３０…信号処理回路，３１…シールドケース，３２…枠体，３２ａ…係止片，３３…前方側開口端，３４…後方側開口端，３５…蓋体，３６…入力端引出孔，３８…ビス，３９…プリント配線板，３９ａ…入力端，４１…アンテナ出力端子，４２…外部アンテナ入力端子。

Claims (8)

1. 少なくとも，放射器と反射器とを備えるアンテナおいて，
   前記アンテナは，電子機器箱体に収容された受信した信号を処理する信号処理回路を備えており，該信号処理回路は，前記反射器の後方側に位置するように配設したことを特徴としたアンテナ。
   
2. 少なくとも，放射器と反射器とを備えるアンテナおいて，
   前記アンテナは，シールド製を有する電子機器箱体に収容された受信した信号を処理する信号処理回路を備え，該電子機器箱体は，前記反射器の一部を利用して構成したことを特徴としたアンテナ
   
3. 前記反射器は，板を所望の形状に形成してなることを特徴とする請求項１または請求項２の何れか１項に記載のアンテナ。
   
4. 前記反射器は，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に直交する面に略平行に配される矩形に形成された第１の反射器と，
   該第１の反射器の両長辺側をそれぞれ放射器方向に折曲部において折り曲げ形成し，受信する電波の偏波の方向に対して平行する方向に長手方向を有し，電波の到来方向に平行する面に略平行に配される矩形に形成された第２の反射器とからなる断面コ字状に形成したことを特徴とした請求項１から請求項３の何れか一項に記載のアンテナ。
   
5. アンテナで受信した信号は，前記反射器の所定位置に形成された挿通口に挿通された伝送線路を介して前記信号処理回路に入力されるように構成したことを特徴とした請求項１から請求項４の何れか１項に記載のアンテナ。
   
6. 前記信号処理回路は，このアンテナで受信した信号を増幅する増幅回路であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のアンテナ。
   
7. 前記信号処理回路は，このアンテナで受信した信号と，このアンテナが受信する周波数帯の信号とは異なる周波数帯を受信する外付けのアンテナで受信した信号とを混合する混合回路であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のアンテナ。
   
8. 前記アンテナの使用周波数はＵＨＦ帯のテレビ信号であるように構成した請求項１から請求項５の何れか一項に記載のアンテナ。

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