JP3518536B2 - マイクロ波回路装置 - Google Patents
マイクロ波回路装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波信号
を所望の値に増幅あるいは減衰等を行うためマイクロ波
回路装置に関するものである。
を所望の値に増幅あるいは減衰等を行うためマイクロ波
回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通信、レーダ等ではマイクロ波信号を増
幅あるいは減衰等を行うために、多くのマイクロ波回路
装置が使われている。図５（ａ），（ｂ）は例えば特開
昭６２−２９２０２「マイクロ波回路装置」に示された
従来のマイクロ波回路装置の斜視図および断面図であ
る。図中、１はマイクロ波集積回路、２は気密パッケー
ジの底板、３は気密パッケージの上蓋、４は同軸線路、
５，６，７はそれぞれ同軸線路の中心導体、外導体、絶
縁体、８は金属細線、９は導波管、１０は導波管の外
壁、１１は貫通穴である。
幅あるいは減衰等を行うために、多くのマイクロ波回路
装置が使われている。図５（ａ），（ｂ）は例えば特開
昭６２−２９２０２「マイクロ波回路装置」に示された
従来のマイクロ波回路装置の斜視図および断面図であ
る。図中、１はマイクロ波集積回路、２は気密パッケー
ジの底板、３は気密パッケージの上蓋、４は同軸線路、
５，６，７はそれぞれ同軸線路の中心導体、外導体、絶
縁体、８は金属細線、９は導波管、１０は導波管の外
壁、１１は貫通穴である。
【０００３】この装置は主にマイクロ波信号を増幅ある
いは減衰等を行うためのマイクロ波集積回路１と、この
マイクロ波集積回路１を保護するための底板２と上蓋３
とからなる気密パッケージと、マイクロ波集積回路１の
入力端子あるいは出力端子を気密パッケージの外に取り
出すための同軸線路４およびさらに他の機器に接続する
ための導波管９とから成る。
いは減衰等を行うためのマイクロ波集積回路１と、この
マイクロ波集積回路１を保護するための底板２と上蓋３
とからなる気密パッケージと、マイクロ波集積回路１の
入力端子あるいは出力端子を気密パッケージの外に取り
出すための同軸線路４およびさらに他の機器に接続する
ための導波管９とから成る。
【０００４】マイクロ波集積回路１では気密パッケージ
の底板２にマイクロ波集積回路１が装着されており、こ
のマイクロ波集積回路１を保護するために、マイクロ波
集積回路１を覆うように上蓋３が設けられている。ま
た、マイクロ波集積回路１の入力端子あるいは出力端子
はマイクロ波集積回路１近傍の気密パッケージの底板２
に垂直に設けられた同軸線路４の中心導体５に金属細線
８を用いて接続されている。この同軸線路４は気密パッ
ケージの底板２の底面から一部突出するように設けられ
ており、同軸線路４の外導体６の一部と気密パッケージ
の底板２とを一体形成する事により、同軸線路４は気密
パッケージの底板２に保持されている。また、同軸線路
４の中心導体５は両端が同軸線路４から突出するように
ガラス、セラミック等の絶縁体７を介して、同軸線路４
の外導体６に保持されている。
の底板２にマイクロ波集積回路１が装着されており、こ
のマイクロ波集積回路１を保護するために、マイクロ波
集積回路１を覆うように上蓋３が設けられている。ま
た、マイクロ波集積回路１の入力端子あるいは出力端子
はマイクロ波集積回路１近傍の気密パッケージの底板２
に垂直に設けられた同軸線路４の中心導体５に金属細線
８を用いて接続されている。この同軸線路４は気密パッ
ケージの底板２の底面から一部突出するように設けられ
ており、同軸線路４の外導体６の一部と気密パッケージ
の底板２とを一体形成する事により、同軸線路４は気密
パッケージの底板２に保持されている。また、同軸線路
４の中心導体５は両端が同軸線路４から突出するように
ガラス、セラミック等の絶縁体７を介して、同軸線路４
の外導体６に保持されている。
【０００５】また、導波管９の幅広面の外壁１０には導
波管９の短絡面からほぼ４分の一波長の所に貫通穴１１
が設けられており、気密パッケージの底板２は同軸線路
４の突出部がこの貫通穴１１に挿入されるように、導波
管９の外壁１０の表面にネジ等を用いて固定されてい
る。
波管９の短絡面からほぼ４分の一波長の所に貫通穴１１
が設けられており、気密パッケージの底板２は同軸線路
４の突出部がこの貫通穴１１に挿入されるように、導波
管９の外壁１０の表面にネジ等を用いて固定されてい
る。
【０００６】同軸線路４の特性インピーダンスは５０オ
ームと成るように、同軸線路４の中心導体５および外導
体６が選ばれており、また、所望の周波数帯で導波管９
モードが効率良く同軸線路４に電気的結合するように、
中心導体５の外径および挿入長が選ばれいる。
ームと成るように、同軸線路４の中心導体５および外導
体６が選ばれており、また、所望の周波数帯で導波管９
モードが効率良く同軸線路４に電気的結合するように、
中心導体５の外径および挿入長が選ばれいる。
【０００７】次に動作について説明する。導波管９から
入力されたマイクロ波信号は同軸線路４へ電気的結合
し、同軸線路４および金属細線８を介して、マイクロ波
集積回路１の入力端子へ入力される。マイクロ波集積回
路１として増幅器である場合、そこで増幅され、他の機
器へ供給される。
入力されたマイクロ波信号は同軸線路４へ電気的結合
し、同軸線路４および金属細線８を介して、マイクロ波
集積回路１の入力端子へ入力される。マイクロ波集積回
路１として増幅器である場合、そこで増幅され、他の機
器へ供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図５から明かなように
従来のマイクロ波装置では、同軸線路４は外導体６と中
心導体５との間に絶縁体７を充填する複雑な構造である
ため、製造上、形状に制約を受ける。これに対して、導
波管９は周波数が高くなるとサイズを小さくする必要が
生じ、導波管９の横幅に対して貫通穴１１および同軸線
路４の径が無視できなくなってしまう。このため、同軸
線路４および同軸線路４の外導体６と貫通穴１１との隙
間が導波管９壁面を流れる電流に影響を与え、導波管９
から同軸線路４へ効率良く電気的結合させることができ
なくなってしまう。このため、導波管９と同軸線路４と
の結合部において大きな反射波が生じ、マイクロ波回路
装置の特性が著しく劣化してしまう問題点があった。
従来のマイクロ波装置では、同軸線路４は外導体６と中
心導体５との間に絶縁体７を充填する複雑な構造である
ため、製造上、形状に制約を受ける。これに対して、導
波管９は周波数が高くなるとサイズを小さくする必要が
生じ、導波管９の横幅に対して貫通穴１１および同軸線
路４の径が無視できなくなってしまう。このため、同軸
線路４および同軸線路４の外導体６と貫通穴１１との隙
間が導波管９壁面を流れる電流に影響を与え、導波管９
から同軸線路４へ効率良く電気的結合させることができ
なくなってしまう。このため、導波管９と同軸線路４と
の結合部において大きな反射波が生じ、マイクロ波回路
装置の特性が著しく劣化してしまう問題点があった。
【０００９】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、導波管９と同軸線路４との結
合部で生じる反射波を著しく抑圧し、高性能なマイクロ
波回路装置を得ることを目的とする。
るためになされたもので、導波管９と同軸線路４との結
合部で生じる反射波を著しく抑圧し、高性能なマイクロ
波回路装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明１によるマイク
ロ波回路装置は気密パッケージの底板に装着させたマイ
クロ波集積回路と、上記気密パッケージの底板と一体成
型され、当該底板の底面から突出するように垂直方向に
設けられた外導体と、上記外導体よりも長く当該外導体
の両端から突出するように設けられた中心導体と、上記
中心導体と上記外導体の間に充填された絶縁体とから成
る同軸線路と、上記同軸線路の中心導体の一端とマイク
ロ波集積回路の入力端子あるいは出力端子間を接続する
金属細線と、導波管の幅広面側の外壁に設けられた円形
の止まり穴と、上記止まり穴の中央部に設けられ、止ま
り穴の直径よりも小さな直径の貫通穴と、上記底板の底
面から突出した上記外導体が止まり穴に、上記中心導体
が貫通穴にそれぞれ挿入され、電気的結合された導波管
とを備えたものである。
ロ波回路装置は気密パッケージの底板に装着させたマイ
クロ波集積回路と、上記気密パッケージの底板と一体成
型され、当該底板の底面から突出するように垂直方向に
設けられた外導体と、上記外導体よりも長く当該外導体
の両端から突出するように設けられた中心導体と、上記
中心導体と上記外導体の間に充填された絶縁体とから成
る同軸線路と、上記同軸線路の中心導体の一端とマイク
ロ波集積回路の入力端子あるいは出力端子間を接続する
金属細線と、導波管の幅広面側の外壁に設けられた円形
の止まり穴と、上記止まり穴の中央部に設けられ、止ま
り穴の直径よりも小さな直径の貫通穴と、上記底板の底
面から突出した上記外導体が止まり穴に、上記中心導体
が貫通穴にそれぞれ挿入され、電気的結合された導波管
とを備えたものである。
【００１１】この発明２によるマイクロ波回路装置は発
明１の止まり穴底面とその止まり穴に挿入される同軸線
路の端面間にリング状の金属板を設けたものである。
明１の止まり穴底面とその止まり穴に挿入される同軸線
路の端面間にリング状の金属板を設けたものである。
【００１２】この発明３によるマイクロ波回路装置は上
記気密パッケージの底板の底面から突出した同軸線路の
導波管側の端面部近傍の外導体の径を他の部分よりも大
きくしたものである。
記気密パッケージの底板の底面から突出した同軸線路の
導波管側の端面部近傍の外導体の径を他の部分よりも大
きくしたものである。
【００１３】この発明４によるマイクロ波回路装置は発
明１の止まり穴および気密パッケージの底板の底面から
突出した同軸線路の外導体の形状を逆円錐状にしたもの
である。
明１の止まり穴および気密パッケージの底板の底面から
突出した同軸線路の外導体の形状を逆円錐状にしたもの
である。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に示すマイクロ波回路装置の断面図であ
る。このマイクロ波回路装置では導波管９の幅広面の外
壁１０に止まり穴２１とその中央部に穴径がやや小さな
貫通穴２２を設け、その止まり穴２１に気密パッケージ
の底板２から突出した同軸線路４を挿入することによ
り、同軸線路４の中心導体５は貫通穴２２を介して導波
管９内に挿入されている。
実施の形態１に示すマイクロ波回路装置の断面図であ
る。このマイクロ波回路装置では導波管９の幅広面の外
壁１０に止まり穴２１とその中央部に穴径がやや小さな
貫通穴２２を設け、その止まり穴２１に気密パッケージ
の底板２から突出した同軸線路４を挿入することによ
り、同軸線路４の中心導体５は貫通穴２２を介して導波
管９内に挿入されている。
【００１５】このような構造にすることにより、貫通穴
２２部分でも導波管外壁１０を外導体とする同軸線路４
が形成される。この部分の同軸線路４は中心導体５と導
波管外壁１０間に絶縁体７が充填されていないため、絶
縁体７が充填された場合に比べ、同軸線路４の特性イン
ピーダンスが高くなる。このため、絶縁体７が充填され
ている部分の同軸線路４と同じ特性インピーダンス、例
えば、５０オームを得るには絶縁体７が充填されている
部分の外導体６の径よりも小さな径、即ち、貫通穴２２
の径を小さくできる。尚、貫通穴２２には絶縁体７を充
填しないため、貫通穴２２の径が小さくなっても同軸線
路４の実現が容易である。
２２部分でも導波管外壁１０を外導体とする同軸線路４
が形成される。この部分の同軸線路４は中心導体５と導
波管外壁１０間に絶縁体７が充填されていないため、絶
縁体７が充填された場合に比べ、同軸線路４の特性イン
ピーダンスが高くなる。このため、絶縁体７が充填され
ている部分の同軸線路４と同じ特性インピーダンス、例
えば、５０オームを得るには絶縁体７が充填されている
部分の外導体６の径よりも小さな径、即ち、貫通穴２２
の径を小さくできる。尚、貫通穴２２には絶縁体７を充
填しないため、貫通穴２２の径が小さくなっても同軸線
路４の実現が容易である。
【００１６】このように、このマイクロ波回路装置では
貫通穴２２の径を従来のものに比べ、十分小さくできる
ため、貫通穴２２が導波管９の壁面を流れる電流へ与え
る影響を著しく小さくすることができる。従って、導波
管７から同軸線路４へ効率良く電気的結合させることが
でき、高性能なマイクロ波回路装置を得ることができ
る。
貫通穴２２の径を従来のものに比べ、十分小さくできる
ため、貫通穴２２が導波管９の壁面を流れる電流へ与え
る影響を著しく小さくすることができる。従って、導波
管７から同軸線路４へ効率良く電気的結合させることが
でき、高性能なマイクロ波回路装置を得ることができ
る。
【００１７】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示すマイクロ波回路装置の断面図である。このマ
イクロ波回路装置では図１に示したマイクロ波回路装置
の止まり穴２１の底面と絶縁体７が充填されている部分
の同軸線路４の端面間にリング状の金属板２３を設けて
いる。この金属板２３の外形は止まり穴２１の径よりも
小さく、また、内径は貫通穴２２の径とほぼ同じに選ば
れている。
態２を示すマイクロ波回路装置の断面図である。このマ
イクロ波回路装置では図１に示したマイクロ波回路装置
の止まり穴２１の底面と絶縁体７が充填されている部分
の同軸線路４の端面間にリング状の金属板２３を設けて
いる。この金属板２３の外形は止まり穴２１の径よりも
小さく、また、内径は貫通穴２２の径とほぼ同じに選ば
れている。
【００１８】図１の実施の形態１のものでは、止まり穴
２１および気密パッケージの底板２から突出している同
軸線路４の加工精度により、外導体６の端面と止まり穴
２１の底板間に隙間が生じる場合がある。この場合、導
波管外壁１０を外導体とする同軸線路４と気密パッケー
ジの底板２に一体加工された同軸線路４間にリアクタン
ス成分が生じ、マイクロ波回路装置の特性が劣化してし
まう。これを避けるため、この発明のようにリング状の
金属板２３を設けることにより、加工精度が多少悪くと
も同軸線路４間の隙間を無くすことができ、高性能なマ
イクロ波回路装置を得ることができる。
２１および気密パッケージの底板２から突出している同
軸線路４の加工精度により、外導体６の端面と止まり穴
２１の底板間に隙間が生じる場合がある。この場合、導
波管外壁１０を外導体とする同軸線路４と気密パッケー
ジの底板２に一体加工された同軸線路４間にリアクタン
ス成分が生じ、マイクロ波回路装置の特性が劣化してし
まう。これを避けるため、この発明のようにリング状の
金属板２３を設けることにより、加工精度が多少悪くと
も同軸線路４間の隙間を無くすことができ、高性能なマ
イクロ波回路装置を得ることができる。
【００１９】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示すマイクロ波減衰器の構成図である。このマイ
クロ波回路装置では気密パッケージの底板２から突出し
た同軸線路４の端面近傍の外導体６の径を他の部分より
も大きくしたものである。外導体６の肉厚が薄い場合、
同軸線路４の外導体６の端面が止まり穴２１の底面に十
分接触しないことがある。この場合も、実施の形態２で
述べたように、導波管外壁１０を外導体とする同軸線路
４と気密パッケージの底板２に一体加工された同軸線路
４間にリアクタンス成分が生じ、マイクロ波回路装置の
特性が劣化してしまう。
態３を示すマイクロ波減衰器の構成図である。このマイ
クロ波回路装置では気密パッケージの底板２から突出し
た同軸線路４の端面近傍の外導体６の径を他の部分より
も大きくしたものである。外導体６の肉厚が薄い場合、
同軸線路４の外導体６の端面が止まり穴２１の底面に十
分接触しないことがある。この場合も、実施の形態２で
述べたように、導波管外壁１０を外導体とする同軸線路
４と気密パッケージの底板２に一体加工された同軸線路
４間にリアクタンス成分が生じ、マイクロ波回路装置の
特性が劣化してしまう。
【００２０】これを避けるため、同軸線路４の端面近傍
の外導体６の径を他の部分よりも大きくすることによ
り、同軸線路４の外導体６の端面と止まり穴２１の底面
を十分接触させることができ、高性能なマイクロ波回路
装置を得ることができる。この場合、実施の形態２で示
したような金属板２３が不要になるため、安価にでき
る。
の外導体６の径を他の部分よりも大きくすることによ
り、同軸線路４の外導体６の端面と止まり穴２１の底面
を十分接触させることができ、高性能なマイクロ波回路
装置を得ることができる。この場合、実施の形態２で示
したような金属板２３が不要になるため、安価にでき
る。
【００２１】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示すマイクロ波回路装置の断面図である。この発
明のマイクロ波回路装置では気密パッケージの底板２か
ら突出した同軸線路４の外導体６および止まり穴２１の
形状を逆円錐状にしたものである。このような形状にす
ることにより、接触面積を増やすことができるため、加
工精度が多少悪くとも同軸線路４の外導体６を導波管外
壁１０に十分に接触させることができ、高性能なマイク
ロ波回路装置を得ることができる。
態４を示すマイクロ波回路装置の断面図である。この発
明のマイクロ波回路装置では気密パッケージの底板２か
ら突出した同軸線路４の外導体６および止まり穴２１の
形状を逆円錐状にしたものである。このような形状にす
ることにより、接触面積を増やすことができるため、加
工精度が多少悪くとも同軸線路４の外導体６を導波管外
壁１０に十分に接触させることができ、高性能なマイク
ロ波回路装置を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】この発明１によれば、導波管外壁に止ま
り穴と、その中央部には径のやや小さな貫通穴を設け、
気密パッケージの底板から突出した同軸線路は止まり穴
に、中心導体は貫通穴を介して導波管内に挿入するよう
にしたものである。これにより、貫通穴部分で導波管外
壁を外導体とし、中心導体と外導体間が空気となる同軸
線路を形成することができ、所望の特性インピーダンス
を得るためには外導体の径、即ち、貫通穴の径を小さく
できる。従って、導波管横幅に対して、貫通穴を十分小
さくでき、導波管壁面を流れる電流への影響を十分小さ
くできるため、導波管から同軸線路への電気的結合を効
率良くできるため高性能かマイクロ波回路装置を得るこ
とができる。
り穴と、その中央部には径のやや小さな貫通穴を設け、
気密パッケージの底板から突出した同軸線路は止まり穴
に、中心導体は貫通穴を介して導波管内に挿入するよう
にしたものである。これにより、貫通穴部分で導波管外
壁を外導体とし、中心導体と外導体間が空気となる同軸
線路を形成することができ、所望の特性インピーダンス
を得るためには外導体の径、即ち、貫通穴の径を小さく
できる。従って、導波管横幅に対して、貫通穴を十分小
さくでき、導波管壁面を流れる電流への影響を十分小さ
くできるため、導波管から同軸線路への電気的結合を効
率良くできるため高性能かマイクロ波回路装置を得るこ
とができる。
【００２３】この発明２によれば、発明１の止まり穴の
底面と、止まり穴に挿入される同軸線路の端面間にリン
グ状の金属板を設けることにより、止まり穴および同軸
線路の加工精度に多少問題があった場合でも同軸線路の
外導体と導波管外壁とを十分接触させることができ、高
性能なマイクロ波回路装置を得ることができる。
底面と、止まり穴に挿入される同軸線路の端面間にリン
グ状の金属板を設けることにより、止まり穴および同軸
線路の加工精度に多少問題があった場合でも同軸線路の
外導体と導波管外壁とを十分接触させることができ、高
性能なマイクロ波回路装置を得ることができる。
【００２４】この発明３によれば、発明１の同軸線路の
端面近傍の外導体の径を他の部分よりも大きくすること
により、外導体端面の接触面積を広くでき、リング状の
金属板を用いなくとも外導体端面と止まり穴の底面を十
分接触させることができる。このため、安価で高性能な
マイクロ波回路装置を得ることができる。
端面近傍の外導体の径を他の部分よりも大きくすること
により、外導体端面の接触面積を広くでき、リング状の
金属板を用いなくとも外導体端面と止まり穴の底面を十
分接触させることができる。このため、安価で高性能な
マイクロ波回路装置を得ることができる。
【００２５】この発明４によれば、発明１の気密パッケ
ージの底板に一体形成された同軸線路の外導体と止まり
穴の形状を逆円錐状にすることにより、外導体と導波管
外壁との接触面積を十分大きくでき、外導体と導波管外
壁との加工精度に多少問題があっても外導体と導波管外
壁とを確実に接触させることができるため、より安価で
高性能なマイクロ波回路装置を得ることができる。
ージの底板に一体形成された同軸線路の外導体と止まり
穴の形状を逆円錐状にすることにより、外導体と導波管
外壁との接触面積を十分大きくでき、外導体と導波管外
壁との加工精度に多少問題があっても外導体と導波管外
壁とを確実に接触させることができるため、より安価で
高性能なマイクロ波回路装置を得ることができる。
【図１】 この発明によるマイクロ波回路装置の実施の
形態１を示す図である。
形態１を示す図である。
【図２】 この発明によるマイクロ波回路装置の実施の
形態２を示す図である。
形態２を示す図である。
【図３】 この発明によるマイクロ波回路装置の実施の
形態３を示す図である。
形態３を示す図である。
【図４】 この発明によるマイクロ波回路装置の実施の
形態４を示す図である。
形態４を示す図である。
【図５】 従来のマイクロ波回路装置を示す図である。
１ マイクロ波集積回路、 ２ 気密パッケージの底
板、 ３ 気密パッケージの上蓋、 ４ 同軸線路、
５ 中心導体、 ６ 外導体、 ７ 絶縁体、８ 金属
細線、 ９ 導波管、 １０ 導波管外壁、 ２１ 止
まり穴、 ２２貫通穴、 ２３ 金属板。
板、 ３ 気密パッケージの上蓋、 ４ 同軸線路、
５ 中心導体、 ６ 外導体、 ７ 絶縁体、８ 金属
細線、 ９ 導波管、 １０ 導波管外壁、 ２１ 止
まり穴、 ２２貫通穴、 ２３ 金属板。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 5/107
Claims (4)
- 【請求項１】 気密パッケージの底板に装着させたマイ
クロ波集積回路と、 上記気密パッケージの底板と一体成型され、当該底板の
底面から突出するように垂直方向に設けられた外導体
と、上記外導体よりも長く当該外導体の両端から突出す
るように設けられた中心導体と、上記中心導体と上記外
導体の間に充填された絶縁体とから成る同軸線路と、 上記同軸線路の中心導体の一端とマイクロ波集積回路の
入力端子あるいは出力端子間を接続する金属細線と、 導波管の幅広面側の外壁に設けられた円形の止まり穴
と、上記止まり穴の中央部に設けられ、止まり穴の直径
よりも小さな直径の貫通穴と、上記底板の底面から突出した上記外導体 が止まり穴に、
上記中心導体が貫通穴にそれぞれ挿入され、電気的結合
された導波管とを備えたことを特徴とするマイクロ波回
路装置。 - 【請求項２】 上記止まり穴の底面と同軸線路の端面間
にリング状の金属板を設けたことを特徴とする請求項１
記載のマイクロ波回路装置。 - 【請求項３】 上記気密パッケージの底板の底面から突
出した同軸線路の導波管側の端面部近傍の外導体の径を
他の部分よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記
載のマイクロ波回路装置。 - 【請求項４】 上記気密パッケージの底板の底面から突
出した同軸線路部分の外導体および導波管の外壁に設け
られた止まり穴を逆円錐状にしたことを特徴とする請求
項１記載のマイクロ波回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015244A JP3518536B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | マイクロ波回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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