JP4772658B2 - Wireless device - Google Patents
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Description
本発明は無線装置に係り、特に内蔵型アンテナを備えた無線装置に関する。 The present invention relates to a radio apparatus, and more particularly to a radio apparatus provided with a built-in antenna.
アンテナ素子を誘電体基材の表面に実装して三次元的に構成されたアンテナ部品が知られている。そのようなアンテナ部品は、例えば携帯電話機のような小型の無線装置の筐体又は回路基板に直接実装され、内蔵型アンテナとして用いられる。そのようなアンテナ部品は、その形態上の特徴から、Molded Interconnect Deviceを略してMID型アンテナと呼ばれることがある。 There is known an antenna component that is three-dimensionally configured by mounting an antenna element on the surface of a dielectric substrate. Such an antenna component is directly mounted on a housing or a circuit board of a small wireless device such as a mobile phone and used as a built-in antenna. Such an antenna component may be referred to as an MID type antenna by abbreviating Molded Interconnect Device because of the characteristics of its form.
MID型アンテナは、基材部の誘電体材料の比誘電率による波長短縮効果を生かして小型化を図ることができる。しかし、部品点数の削減と工程の簡素化のためには、MID型アンテナの使用に代えて無線装置の筐体の面(内面又は外面)上にアンテナ素子を形成することが望ましい。MID型アンテナの構成を筐体の面上に平面的に展開すると所要面積が増大して、アンテナ以外の回路との干渉を招きやすいという問題がある。これに対して、筐体を構成する導電性材料や筐体の内面又は外面に設けた導体パターン等を用いて、アンテナを立体的に構成しようとする試みがなされている(例えば、特許文献1、特許文献2又は特許文献3参照。)。
The MID antenna can be miniaturized by taking advantage of the wavelength shortening effect due to the relative dielectric constant of the dielectric material of the base material. However, in order to reduce the number of parts and simplify the process, it is desirable to form antenna elements on the surface (inner surface or outer surface) of the casing of the wireless device instead of using the MID type antenna. When the configuration of the MID antenna is expanded on the surface of the housing in a planar manner, the required area increases, and there is a problem that interference with circuits other than the antenna tends to occur. On the other hand, attempts have been made to configure the antenna in a three-dimensional manner using a conductive material constituting the casing, a conductor pattern provided on the inner surface or outer surface of the casing, and the like (for example, Patent Document 1). , See
上記の特許文献1は、折りたたみ型携帯無線通信装置の上側筐体又は下側筐体の少なくとも一部に形成した導体パターンを、ヒンジの一部をなす導体部を介して給電点に接続し、アンテナの一部として動作させるという内蔵型アンテナの技術を記載している。
The
上記の特許文献2は、フレキシブルプリント基板の導体部からなる線状ループアンテナを携帯無線機の液晶ディスプレイ又は表示窓の周囲に配置するという内蔵型アンテナの技術を記載している。
上記の特許文献3は、携帯端末機の回路基板上に固定した4面の支持体で囲まれた空間を上下に区切り、上側の空間の内側に非接触識別機能用のループアンテナを形成すると共に、下側の空間内部に携帯電話機用の回路部品を収容してループアンテナの影響を避けるという内蔵型アンテナの技術を記載している。
上述した特許文献1に記載された従来の技術は、筐体又はヒンジの比較的広い範囲をアンテナとして利用するものであるから、アンテナの設計が筐体の構造やデザインに左右される度合いは、従来のMID型アンテナよりも高いものと考えられる。したがって、従来のMID型アンテナに代わる内蔵型アンテナの技術として位置付けることは難しい。
Since the conventional technique described in
上述した特許文献2に記載された従来の技術は、アンテナの実装位置が表示部の周囲に限定され、アンテナのタイプがループアンテナに限定されるため、適用範囲も自ずと限られるという問題がある。
The conventional technique described in
上述した特許文献3に記載された従来の技術は、基板上に4面の支持体を固定してその内側にアンテナ及び周辺回路を形成することから、構造が複雑で必ずしも小型軽量化に適さないという問題がある。 The conventional technique described in Patent Document 3 described above has a complicated structure and is not necessarily suitable for reduction in size and weight because a four-sided support is fixed on a substrate and an antenna and a peripheral circuit are formed inside the support. There is a problem.
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、無線装置の筐体が本来持つ形状を生かしながら内蔵型アンテナの設計の自由度を保って、部品点数削減及び工程簡素化に寄与することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and contributes to the reduction of the number of parts and the simplification of the process while maintaining the flexibility of designing the built-in antenna while taking advantage of the shape inherent to the casing of the wireless device. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の無線装置は、少なくとも一部が面状に形成された部材からなり、内面に少なくとも一部が磁性体材料からなる仕切り部が突状に設けられてなる筐体と、前記筐体に収容され、給電回路及び接地パターンが設けられてなる基板と、前記筐体の内面のうち前記仕切り部によって仕切られた範囲に設けられた導体を含んでなるアンテナ素子と、前記給電回路と前記アンテナ素子を接続する接続部材とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a wireless device according to the present invention comprises a member formed at least partially in a planar shape, and a partition portion made of at least a part of a magnetic material is provided in a protruding shape on the inner surface. An antenna element including a housing, a substrate housed in the housing and provided with a power feeding circuit and a ground pattern, and a conductor provided in a range partitioned by the partition portion on the inner surface of the housing And a connecting member for connecting the power feeding circuit and the antenna element .
本発明によれば、無線装置の筐体が本来持つ形状を生かしながらアンテナ設計の自由度を保って、部品点数削減及び工程簡素化に寄与することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the freedom degree of antenna design can be maintained, making use of the shape which the housing | casing of a radio | wireless apparatus originally has, and it can contribute to a reduction in a number of parts and process simplification.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、図1乃至図10を参照して、本発明の実施例1を説明する。図1は、本発明の実施例1に係る無線装置1の筐体における1の端部の構造を表す図である。なお無線装置1は、複数の筐体が相互の位置を可変にして連結されたものであってもよい。
無線装置1の筐体10は、図中の上側に位置する第1部材11と、同じく下側に位置する第2部材12が、図中のブロック矢印で表された上下の向きに向かい合って互いに係合することにより組み立てられる。第1部材11は、図中上側の平面状に形成された部分の周囲に、側面に相当する部分が連成されてなる。第2部材12は、図中下側の平面状に形成された部分の周囲に、側面に相当する部分が連成されてなる。これらの各面は、曲面状に形成された部分を含んでもよい。
The
第1部材11と第2部材12に挟まれる形で、基板13が筐体10に収容される。基板13には、図示しない無線回路、処理回路その他の部分が搭載される。基板13には、図示しない無線回路に接続された接続部材14が搭載される。接続部材14は、図示しない無線回路及び給電線からなる給電回路と、第1部材11の内面に設けられた導体からなる図示しないアンテナ素子を接続する。
The
図2は、図1において第1部材11を矢印付きの丸い破線の向きに裏返して、第1部材11の内面に設けられたアンテナ素子の形状を説明する図である。図2において下側に位置する第1部材11の内面を上面11a、同じく右側に位置する内面を法面11b、同じく手前側端部に位置する内面を法面11c、同じく左側に位置する内面を法面11dとする。
FIG. 2 is a diagram for explaining the shape of the antenna element provided on the inner surface of the
第1部材11の上面11aには、仕切り部15が突状に設けられている。図2では、仕切り部15が上面11a、法面11b及び法面11dに連続しているが、これらのうち法面11b又は法面11dには必ずしも連続しなくてもよい。仕切り部15は、リブと呼ばれる筐体用部材内面の突状の部分であってもよい。
On the
第1部材11の内側の仕切り部15によって仕切られた範囲に、導体からなるアンテナ素子16がめっき又は貼付されて設けられる。アンテナ素子16の一端は上面11aにあり、図1に表したように筐体10が組み立てられたとき、接続部材14の先端に接触する給電端16aである。図2においては、アンテナ素子16は給電端16aから上面11aに沿って手前側端部に向かい、次に法面11cに沿って左側面方向に向かう。その後アンテナ素子16は再び上面11aに戻って仕切り部15の方向へ向かい、仕切り部15の面上の終了端16bに至る。
An
上記のアンテナ素子16の形状は、一例に過ぎない。アンテナ素子16は、仕切り部15によって仕切られた範囲においてどのような形状をとってもよく、上面11a、法面11b乃至11d、仕切り部15のいずれの面の上にあっても、又はなくてもよい。また、アンテナ素子16の一部が仕切り部15の向こう側の範囲にはみ出た形状をとってもよい。終了端16bは、選択されたアンテナの方式により、電気的に開放されていても接地されていてもよい。また、アンテナ素子16は、給電端16aから終了端16bまでの間において接地されたり、分岐されたりしてもよい。
The shape of the
図3は、図2で上面11a上に表した一点鎖線を通り上面11aに略垂直な断面において、第1部材11の内面及びアンテナ素子16の形状を表す断面図である。図中の各符号は、図2と共通である。仕切り部15と上面11aの間、又は上面11aと法面11cの間のように、相隣る面どうしの境界が連続して曲面状に形成されていれば、アンテナ素子16の形成が容易である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of the inner surface of the
図4乃至図9(図8を除く。)は、接続部材14の位置及びアンテナ素子16との接続方法及びその変形例を、第1部材11、第2部材12及び基板13を含めて、図3と同様の断面図の形式で表す図である。これらの図中の各符号は、図1乃至図3と共通である。なお、これらの図に示したアンテナ素子16が第1部材11のいずれの面上に設けられているか、又はいないかの形態は一例に過ぎず、図示した以外の形態もあり得るものとする。
4 to 9 (excluding FIG. 8) are diagrams showing the position of the connecting
図4は、図2に示したように給電端16aが上面11aにある場合の、接続部材14の位置及びアンテナ素子16との接続方法を表している。接続部材14は例えばスプリングコネクタやバネであって、図の上下方向に作用する弾性力により接続部材14の図中の上端が給電端16aに圧接される。接続部材14の図中の下端は基板13に例えばはんだ付けされて取り付けられている。その結果、基板13に搭載された図示しない無線回路と給電端16aが電気的に接続されて、アンテナ素子16が給電される。
FIG. 4 shows the position of the
なお、アンテナ素子16の終了端16b又はその他の部位を、同様にスプリングコネクタを介して基板13の接地パターンに接続することによって接地することができる。
The
図5は、給電端16aが仕切り部15の面上にある場合の、接続部材14の位置及びアンテナ素子16との接続方法(第1の変形例)を表している。この場合、接続部材14は図の左右方向に弾性力を作用させるので、接続部材14の図中の左端が給電端16aに圧接される。接続部材14の図中の下端は、図4の場合と同じく基板13に例えばはんだ付けされて取り付けられている。その結果、基板13に搭載された図示しない無線回路と給電端16aが電気的に接続されて、アンテナ素子16が給電される。
FIG. 5 shows the position of the
図6は、給電端16aが仕切り部15の図5の場合とは反対側の面上にある場合の、接続部材14の位置及びアンテナ素子16との接続方法(第2の変形例)を表している。この場合、接続部材14は図の左右方向に弾性力を作用させるので、接続部材14の図中の右端が給電端16aに圧接される。接続部材14の図中の下端は、図4の場合と同じく基板13に例えばはんだ付けされて取り付けられている。その結果、基板13に搭載された図示しない無線回路と給電端16aが電気的に接続されて、アンテナ素子16が給電される。
FIG. 6 shows the position of the
図7は、給電端16aが仕切り部15の基板13に対向する端面上にある場合の、接続部材14の位置及びアンテナ素子16との接続方法(第3の変形例)を表している。図8は、この場合の基板13、接続部材14及び仕切り部15の形状と位置関係の一例を説明する図である。図8に示すように、仕切り部15の切り欠かれた箇所にアンテナ素子16の給電端16aを設けると共に、基板13上の対応する位置に接続部材14を設ける。なお、図8においてはアンテナ素子16の給電端16a寄りの一部のみを実線で表しており(その他の部分は破線又は省略。)、かつ、給電端16aは接続部材14の上端と接する図8では見えない位置にある。
FIG. 7 shows the position of the
接続部材14は、図7において上下方向に弾性力を作用させるので、接続部材14の図中の上端が給電端16aに圧接される。接続部材14の図中の下端は、図4の場合と同じく基板13に例えばはんだ付けされて取り付けられている。その結果、基板13に搭載された図示しない無線回路と給電端16aが電気的に接続されて、アンテナ素子16が給電される。
Since the connecting
図9は、給電端16aが仕切り部15の基板13に対向する端面上にあると共に、接続部材14が当該端面から上方へ向かって例えば圧入により埋め込まれた場合の、接続部材14の位置及びアンテナ素子16との接続方法(第4の変形例)を表している。この場合、接続部材14の図中の上端は給電端16aに接続され、同じく下端は図の上下方向に作用する弾性力により基板13上の図示しない無線回路に接続された導体パターンに圧接される。その結果、基板13に搭載された図示しない無線回路と給電端16aが電気的に接続されて、アンテナ素子16が給電される。
FIG. 9 shows the position of the connecting
図5乃至図9においては、アンテナ素子16の給電端16aが仕切り部15の面上又は端面に設けられる。このようにして、アンテナ素子16が励振されたとき電界分布の値が高いアンテナ素子16の先端側を基板13の接地パターンから遠ざけることにより、内蔵アンテナにおけるアンテナ特性の劣化を抑えることができる。
5 to 9, the feeding
仕切り部15は第1部材11とは異なる材料により形成され、例えば第1部材11の内面にはめ込まれるようにして組み立てられるものであってもよい。仕切り部15を、第1部材11の材料よりも比誘電率又は比透磁率の高い材料により形成することにより、アンテナ素子16のサイズを小さく(又は短く)したり、仕切り部15の両側における電磁遮へいの効果を持たせたりすることができる。
The
図10は、付加アンテナ素子を有する無線装置1の変形例の構成を説明する図であって、図2と同じ図に付加アンテナ素子17を追加して表したものである。付加アンテナ素子17は、第1部材11の上面11aにおいて、アンテナ素子16が設けられた範囲と仕切り部15を挟んで隣接する範囲に設けられた導体からなる。付加アンテナ素子17は、仕切り部15の図中背面側に当る面を含め、上面11a以外の面を利用して設けられてもよい。
FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of a modified example of the
図示したように、付加アンテナ素子17の一端を給電端17aとして、アンテナ素子16の給電端16aと同様に給電することができる。付加アンテナ素子17は、アンテナ素子16とは別の目的に使用されるものであってもよく、そのような場合、上述したように仕切り部15を第1部材11の材料よりも比透磁率の高い材料により形成して、アンテナ素子16と付加アンテナ素子17の間を電磁的に遮へいすることができる。
As shown in the figure, one end of the
付加アンテナ素子17は、図示したのとは異なり給電端17aを持たず、無給電素子としてアンテナ素子16に電圧結合又は電流結合するように配置されてもよい。そうすると、例えばアンテナ素子16と付加アンテナ素子17の共振周波数を異なった値として多共振化することができる。
Unlike the illustrated example, the
本発明の実施例1によれば、無線装置の筐体部材の仕切り部を含む内面にアンテナ素子を配設することにより、従来よりも少ない部品点数及び工程によりアンテナを内蔵させることができる。 According to the first embodiment of the present invention, an antenna can be incorporated with fewer parts and processes than in the past by disposing an antenna element on the inner surface including the partition portion of the casing member of the wireless device.
以下、図11乃至図13を参照して、本発明の実施例2を説明する。図11は、本発明の実施例2に係る無線装置2の筐体における1の端部の構造を、図4乃至図9(図8を除く。)と同様の断面図として表したものである。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 11 is a cross-sectional view similar to FIGS. 4 to 9 (excluding FIG. 8) showing the structure of one end of the housing of the
無線装置2の筐体は、実施例1に係る無線装置1の筐体10と同様にして、図中の上側に位置する第1部材21と同じく下側に位置する第2部材22が向かい合って互いに係合することにより組み立てられる。第1部材21と第2部材22に挟まれる形で、基板23が無線装置2の筐体に収容される。基板23には、図示しない無線回路及びこれに接続された接続部材24が搭載される。基板23及び接続部材24は、それぞれ、実施例1に係る基板13及び接続部材14に相当する。
The housing of the
第2部材22の図中下側の平面状に形成された部分の内側の面(便宜上、底面という。なお、曲面状に形成された部分を含んでもよい。)には、仕切り部25が突状に設けられている。仕切り部25は、リブと呼ばれる筐体用部材内面の突状の部分であってもよい。仕切り部25は実施例1に係る仕切り部15に相当するが、実施例1とは異なり、第1部材21ではなく第2部材22の底面に設けられている。
The
第1部材21の図中上側の平面状に形成された部分の内側の面(便宜上、上面という。なお、曲面状に形成された部分を含んでもよい。)に、導体からなるアンテナ素子26がめっき又は貼付されて設けられる。アンテナ素子26の一端は上面にあり、図11に表したように無線装置2の筐体が組み立てられたとき、接続部材24の先端に接触する給電端26aである。
An
アンテナ素子26は第1部材21の上面以外の内面にまたがって設けられてもよい。第1部材21の上面には仕切り部その他の突状の部分がごく小さいか又は設けられていないので、実施例1の場合に比べアンテナ素子26の配設が容易であり、アンテナ素子26の設計の自由度が向上する。
The
図11に示すように筐体が組み立てられた状態では、仕切り部25がアンテナ素子26の近傍に位置する。仕切り部25を誘電体材料で形成することにより、アンテナ素子26の周囲に発生する電界を仕切り部25に集中させて波長を短縮する効果が期待される。その結果、アンテナ素子26の小型化を図ることができる。
In the state where the housing is assembled as shown in FIG. 11, the
図12は、無線装置2の構造の第1の変形例を図11と同様の断面図として表したものである。図中の各符号のうち、図11と共通するものはそれぞれ同じ構成に対応しており、説明を省略する。
12 shows a first modification of the structure of the
仕切り部25のアンテナ素子26に近接する部分には、磁性体28が設けられている。これにより、アンテナ素子26の周囲に発生する磁界を磁性体28に集中させて波長を短縮する効果が期待される。その結果、アンテナ素子26の小型化を図ることができる。磁性体28を設ける代わりに、仕切り部25を相対的に比透磁率の高い材料で形成してもよい。
A
図13は、無線装置2の構造の第2の変形例を図11と同様の断面図として表したものである。図中の各符号のうち、図11と共通するものはそれぞれ同じ構成に対応しており、説明を省略する。
FIG. 13 shows a second modification of the structure of the
図13においては、仕切り部25の上端が第1部材21の上面に設けられた係合部21aに係合する。アンテナ素子26は、例えば第1部材21の1の法面を迂回する等の方法により、仕切り部25の左側に位置する給電端26aから仕切り部25の右側に当る区切られた範囲へ延伸されている。その結果、アンテナ素子26の配設を妨げない形で第1部材21と第2部材22を係合させ、無線装置2の筐体を組み立てることができる。
In FIG. 13, the upper end of the
図12と同様に仕切り部25に磁性体を設けたり、仕切り部25を相対的に比透磁率の高い材料で形成したりすることにより、アンテナ素子26の小型化や仕切り部25の両側における電磁遮へいも可能である。
Similarly to FIG. 12, by providing a magnetic body in the
本発明の実施例2によれば、アンテナ設計の自由度が向上し、アンテナの小型化や電磁遮へいの効果を期待することができるという、付加的な効果が得られる。 According to the second embodiment of the present invention, it is possible to obtain an additional effect that the degree of freedom in antenna design is improved and the effect of miniaturization of the antenna and electromagnetic shielding can be expected.
以上の各実施例の説明において、筐体を構成する部材やアンテナ素子の形状、構成、配置等は例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。 In the description of each of the embodiments described above, the shape, configuration, arrangement, and the like of the members and antenna elements that constitute the housing are examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1、2 無線装置
10 筐体
11、21 第1部材
11a 第1部材の上面
11b、11c、11d 第1部材の法面
12、22 第2部材
13、23 基板
14、24 接続部材
15、25 仕切り部
16、26 アンテナ素子
16a、26a 給電端
16b 終了端
17 付加アンテナ素子
28 磁性体
1, 2
Claims (7)
前記筐体に収容され、給電回路及び接地パターンが設けられてなる基板と、
前記筐体の内面のうち前記仕切り部によって仕切られた範囲に設けられた導体を含んでなるアンテナ素子と、
前記給電回路と前記アンテナ素子を接続する接続部材とを
備えたことを特徴とする無線装置。 A housing formed of a member formed at least partially in a planar shape, and having a partition portion formed of a magnetic material at least partially formed on the inner surface,
A substrate housed in the housing and provided with a power supply circuit and a ground pattern;
An antenna element including a conductor provided in a range partitioned by the partition portion of the inner surface of the housing;
A wireless device comprising: a connection member that connects the power feeding circuit and the antenna element.
前記筐体に収容され、給電回路及び接地パターンが設けられてなる基板と、
前記筐体の内面のうち前記仕切り部によって仕切られた範囲に設けられた導体を含んでなる、少なくとも一部が前記仕切り部に設けられたアンテナ素子と、
前記給電回路と前記アンテナ素子を接続する接続部材とを
備えたことを特徴とする無線装置。 A housing formed of a member formed at least partially in a planar shape, and having a partition portion formed of a magnetic material at least partially formed on the inner surface,
A substrate housed in the housing and provided with a power supply circuit and a ground pattern;
An antenna element including a conductor provided in a range partitioned by the partition portion of the inner surface of the housing , at least a part of which is provided in the partition portion ;
A wireless device comprising: a connection member that connects the power feeding circuit and the antenna element.
前記筐体に収容され、給電回路及び接地パターンが設けられてなる基板と、
前記筐体の内面のうち前記仕切り部によって仕切られた範囲に設けられた導体を含んでなり、少なくとも一部が前記仕切り部に設けられたアンテナ素子と、
前記仕切り部において前記給電回路又は前記接地パターンと前記アンテナ素子を接続する接続部材とを
備えたことを特徴とする無線装置。 A housing formed of a member formed at least partially in a planar shape, and having a partition portion provided in a protruding shape on the inner surface;
A substrate housed in the housing and provided with a power supply circuit and a ground pattern;
The housing Ri Na comprise conductor provided in a range partitioned by the partition portion of the inner surface of an antenna element at least partially provided in the partition portion,
A radio apparatus comprising: a connecting member that connects the power feeding circuit or the ground pattern and the antenna element in the partition portion .
前記筐体に収容され、給電回路及び接地パターンが設けられてなる基板と、
前記筐体の内面のうち前記仕切り部によって仕切られた範囲に設けられた導体を含んでなるアンテナ素子と、
前記給電回路と前記アンテナ素子を接続する接続部材と、
前記筐体の内面のうち前記仕切り部を挟んで前記アンテナ素子が設けられた範囲と隣接する範囲に設けられた導体からなり、前記アンテナ素子とは別個に給電される付加アンテナ素子とを
備えたことを特徴とする無線装置。 A housing formed of a member formed at least partially in a planar shape, and having a partition portion provided in a protruding shape on the inner surface;
A substrate housed in the housing and provided with a power supply circuit and a ground pattern;
An antenna element including a conductor provided in a range partitioned by the partition portion of the inner surface of the housing;
A connection member for connecting the power feeding circuit and the antenna element ;
An additional antenna element that is made of a conductor provided in a range adjacent to the range where the antenna element is provided across the partition portion on the inner surface of the housing, and that is fed separately from the antenna element . A wireless device characterized by the above.
前記筐体に収容され、給電回路が設けられてなる基板と、
前記第1の部材の内面において前記仕切り部の近傍に設けられた導体からなるアンテナ素子と、
前記給電回路と前記アンテナ素子を接続する接続部材とを
備えたことを特徴とする無線装置。 A first member and a second member, each of which is at least partially formed in a planar shape, facing each other, and the second member has a casing in which a partition portion is provided in a protruding shape on the inner surface;
A substrate housed in the housing and provided with a power supply circuit;
An antenna element made of a conductor provided in the vicinity of the partition portion on the inner surface of the first member;
A wireless device comprising: a connection member that connects the power feeding circuit and the antenna element.
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Cited By (1)
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