JPH0289402A - 高次モード抑止フィルターを有する誘電性導波体 - Google Patents
高次モード抑止フィルターを有する誘電性導波体Info
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- JPH0289402A JPH0289402A JP88228870A JP22887088A JPH0289402A JP H0289402 A JPH0289402 A JP H0289402A JP 88228870 A JP88228870 A JP 88228870A JP 22887088 A JP22887088 A JP 22887088A JP H0289402 A JPH0289402 A JP H0289402A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
- H01P1/162—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion absorbing spurious or unwanted modes of propagation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電磁波を伝送するための誘電性導波体に関
する。より詳しく述べるならば、この発明は、高次モー
ドの抑止(suppress 1on)フィルターを有
する誘電性導波体に関する。
する。より詳しく述べるならば、この発明は、高次モー
ドの抑止(suppress 1on)フィルターを有
する誘電性導波体に関する。
る、請求項1記載の誘電性導波体。
16、前記電磁遮蔽層がアルミニウム被覆ポリイミドテ
ープである、請求項15記載の誘電性導波体。
ープである、請求項15記載の誘電性導波体。
17、炭素入りのポリテトラフルオロエチレンのテープ
で覆い包まれている、請求項15記載の誘電性導波体。
で覆い包まれている、請求項15記載の誘電性導波体。
18、炭素入りポリテトラフルオロエチレンのテ〔従来
の技術及び発明が解決しようとする課題〕電磁界は、磁
界ベクトルHに対し直角の電界ベクトルEが存在するこ
とを特徴とする。これらの成分の振動は、結果として、
光の速度で自由空間を伝わり且つこれらのベクトルの双
方に垂直な波を生ずる。この波のエネルギー量(pow
er magnitude)及び方向は、次の式で与え
られるポインティングベクトルから得られる。
の技術及び発明が解決しようとする課題〕電磁界は、磁
界ベクトルHに対し直角の電界ベクトルEが存在するこ
とを特徴とする。これらの成分の振動は、結果として、
光の速度で自由空間を伝わり且つこれらのベクトルの双
方に垂直な波を生ずる。この波のエネルギー量(pow
er magnitude)及び方向は、次の式で与え
られるポインティングベクトルから得られる。
P=ExH(W/nf)
電磁波は、非磁界(unbounded)媒質(自由空
間)にも磁界(bounded)媒質(同軸ケーブル、
導波管等)にも存在しうる。この発明は、磁界媒質にお
ける、詳しく述べるなら誘電性導波体における、電磁エ
ネルギーの挙動に関する。
間)にも磁界(bounded)媒質(同軸ケーブル、
導波管等)にも存在しうる。この発明は、磁界媒質にお
ける、詳しく述べるなら誘電性導波体における、電磁エ
ネルギーの挙動に関する。
磁界媒質において電磁エネルギーの伝搬が起こるために
は、マックスウェルの方程式が適当な境界条件を使用す
る場合に満たされることが必要である。
は、マックスウェルの方程式が適当な境界条件を使用す
る場合に満たされることが必要である。
通常の金属導波体では、これらの条件は、電界の接線成
分Etが金属の境界においてゼロであることであり、そ
してまた磁束密度の法線成分B1がゼロであることであ
る。
分Etが金属の境界においてゼロであることであり、そ
してまた磁束密度の法線成分B1がゼロであることであ
る。
そのような導波体構造の挙動はよく分かっている。外部
周波数源によって励起されると、特有の電磁界分布ある
いはモードが生ずる。これらのモードは、周波数、導波
体の形状及び/又は寸法を変えて調節することができる
。長方形、正方形、又は円形のような規則的な形状につ
いては、明確に定められた境界条件は特定のモードを使
用して特定周波数帯を通しての操作が保証されることを
意味する。これは純粋なTE、。モードで操作する大抵
の方形導波体の系の場合である。これは、周波数が増加
するにつれて遭遇する最初のモードであることから主モ
ードとして知られている。TE、、。
周波数源によって励起されると、特有の電磁界分布ある
いはモードが生ずる。これらのモードは、周波数、導波
体の形状及び/又は寸法を変えて調節することができる
。長方形、正方形、又は円形のような規則的な形状につ
いては、明確に定められた境界条件は特定のモードを使
用して特定周波数帯を通しての操作が保証されることを
意味する。これは純粋なTE、。モードで操作する大抵
の方形導波体の系の場合である。これは、周波数が増加
するにつれて遭遇する最初のモードであることから主モ
ードとして知られている。TE、、。
弐の命名法は、それぞれy軸及びy軸に沿った半正弦波
界変位(half 5inusoidal field
variations)の数を示す。
界変位(half 5inusoidal field
variations)の数を示す。
標準の方形導波体におけるもう一つのモード群は、TM
い、モードであって、これは同じように取扱われる。そ
れらは、TEoモードにはE2成分がなく、一方TMo
モードにはH2成分がないという事実によって区別され
る。
い、モードであって、これは同じように取扱われる。そ
れらは、TEoモードにはE2成分がなく、一方TMo
モードにはH2成分がないという事実によって区別され
る。
米国特許第4463329号明細書に開示された誘電性
導波体には、そのような明確に定められた境界条件がな
い。そのような誘電性導波体においては、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)のクラッド媒質に界が存在
する。これらの界の強さは、コア媒質から遠ざかる距離
の関数として指数関数的に減衰する。この現象は、従来
の導波体とは違って、媒質間の比誘電率の差、動作周波
数、及び関係する物理的寸法に従って多数のモードがあ
る程度までは導波体に維持されるであろうことをも意味
する。これらのいわゆる「高次」モードが存在すること
は、それらが主モードから離れてエネルギーを抜き出し
、過大な損失を生じさせるという点で望ましくない。そ
れらは、一定の場合にはひどい振幅の波紋(ampli
tude ripple)を引き起こし、また曲げの条
件下では不十分な位相安定性の一因となる。
導波体には、そのような明確に定められた境界条件がな
い。そのような誘電性導波体においては、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)のクラッド媒質に界が存在
する。これらの界の強さは、コア媒質から遠ざかる距離
の関数として指数関数的に減衰する。この現象は、従来
の導波体とは違って、媒質間の比誘電率の差、動作周波
数、及び関係する物理的寸法に従って多数のモードがあ
る程度までは導波体に維持されるであろうことをも意味
する。これらのいわゆる「高次」モードが存在すること
は、それらが主モードから離れてエネルギーを抜き出し
、過大な損失を生じさせるという点で望ましくない。そ
れらは、一定の場合にはひどい振幅の波紋(ampli
tude ripple)を引き起こし、また曲げの条
件下では不十分な位相安定性の一因となる。
導波体のテーパーと結合させて用いられるランチングホ
ーンは、慣用的導波体から誘電性導波体への複雑なイン
ピーダンス変換を行う。有限要素法のような手法が、こ
の変換を可能な限り効率的に行うために用いられよう。
ーンは、慣用的導波体から誘電性導波体への複雑なイン
ピーダンス変換を行う。有限要素法のような手法が、こ
の変換を可能な限り効率的に行うために用いられよう。
しかしながら、インピーダンスの不連続性が少しでも存
在することは、高次モードの励起に帰着する。
在することは、高次モードの励起に帰着する。
そのような誘電性導波体の集成体において高次モードが
励起されるであろう状況を説明してきたが、次にそれら
が現れるのを抑止するためのモードフィルターを開示す
る。
励起されるであろう状況を説明してきたが、次にそれら
が現れるのを抑止するためのモードフィルターを開示す
る。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕要約して述
べるならば、本発明は、ポリテトラフルオロエチレンの
コア、このコアの周囲を覆い包む1層又は2層以上のポ
リテトラフルオロエチレンのクラッド、上記のコア及び
/又はクラッドに埋め込み又ははめ込まれた電磁気的減
衰性のある材料のモード抑止フィルター、及び上記のク
ラッドを被覆する電磁遮fM層を含んでなる、電磁波を
伝送するための誘電性導波体を提供する。上記のモード
抑止フィルターは、ランチャ−に取り付けられてもよい
。モード抑止フィルターは、好ましくは雲母のカードで
ある。上記のコアは、押出し成形された非焼結のポリテ
トラフルオロエチレン、押出し成形され焼結されたポリ
テトラフルオロエチレン、延伸された非焼結の多孔性ポ
リテトラフルオロエチレン、又は延伸焼結された多孔性
ポリテトラフルオロエチレンでよい。コアは、充てん材
を含有していてもよい。上記のクラッド層は、押出し成
形された非焼結のポリテトラフルオロエチレン、押出し
成形され焼結されたポリテトラフルオロエチレン、延伸
された非焼結の多孔性ポリテトラフルオロエチレン、又
は延伸焼結された多孔性ポリテトラフルオロエチレンで
よい。クテープ、最も好ましくはアルミニウム被覆した
カプトン(Kapton) (商標)ポリイミドテープ
である。
べるならば、本発明は、ポリテトラフルオロエチレンの
コア、このコアの周囲を覆い包む1層又は2層以上のポ
リテトラフルオロエチレンのクラッド、上記のコア及び
/又はクラッドに埋め込み又ははめ込まれた電磁気的減
衰性のある材料のモード抑止フィルター、及び上記のク
ラッドを被覆する電磁遮fM層を含んでなる、電磁波を
伝送するための誘電性導波体を提供する。上記のモード
抑止フィルターは、ランチャ−に取り付けられてもよい
。モード抑止フィルターは、好ましくは雲母のカードで
ある。上記のコアは、押出し成形された非焼結のポリテ
トラフルオロエチレン、押出し成形され焼結されたポリ
テトラフルオロエチレン、延伸された非焼結の多孔性ポ
リテトラフルオロエチレン、又は延伸焼結された多孔性
ポリテトラフルオロエチレンでよい。コアは、充てん材
を含有していてもよい。上記のクラッド層は、押出し成
形された非焼結のポリテトラフルオロエチレン、押出し
成形され焼結されたポリテトラフルオロエチレン、延伸
された非焼結の多孔性ポリテトラフルオロエチレン、又
は延伸焼結された多孔性ポリテトラフルオロエチレンで
よい。クテープ、最も好ましくはアルミニウム被覆した
カプトン(Kapton) (商標)ポリイミドテープ
である。
この誘電性導波体は、炭素入りポリテトラフルオロエチ
レンのテープで更に覆い包むことができる。
レンのテープで更に覆い包むことができる。
次に、本発明の詳細な説明する。
本発明は、ポリテトラフルオロエチレンのコア、このコ
アの周囲を覆い包む1層又は2層以上のポリテトラフル
オロエチレンのクラッド、そしてこのクラッドを被覆す
るt磁遮蔽層を含んでなり、且つ、このコア及び/又は
クラッドがこれに埋め込まれ又ははめ込まれた電磁的減
衰性のある材料のモード抑止フィルターを有してなる、
電磁波を伝送するための誘電性導波体を提供する。この
モード抑止フィルターは、好ましくは雲母のカードであ
る。
アの周囲を覆い包む1層又は2層以上のポリテトラフル
オロエチレンのクラッド、そしてこのクラッドを被覆す
るt磁遮蔽層を含んでなり、且つ、このコア及び/又は
クラッドがこれに埋め込まれ又ははめ込まれた電磁的減
衰性のある材料のモード抑止フィルターを有してなる、
電磁波を伝送するための誘電性導波体を提供する。この
モード抑止フィルターは、好ましくは雲母のカードであ
る。
この誘電性導波体の集成体において作り出されそして維
持される混成高次モードは、伝搬の所望の基本モードと
は異なる独特の界分布を有する。
持される混成高次モードは、伝搬の所望の基本モードと
は異なる独特の界分布を有する。
従って、導波体に雲母のような抵抗のあるカードを配置
することを検討することによって、これらの望まれざる
モードをフィルターにかけてなくすことが可能である。
することを検討することによって、これらの望まれざる
モードをフィルターにかけてなくすことが可能である。
雲母カードの配置は、所望のモードの遮断がほとんどあ
るいは少しもないようになすべきである。
るいは少しもないようになすべきである。
所望のモードは垂直に偏光されるので、それにはフィル
ターと同一平面の成分がない。しかしながら、TE□モ
ード及びTM#、lモード(ここでn≠0)が存在する
ことは、フィルター作用がこれらのモードについて行わ
れ始め、こうしてそれらが減衰することになるであろう
、ということを意味しよう。これらのカードは、所望す
る効果に応じてその方向を望みのままに定めることがで
きる。それらは、任意の形状のものでよいが、好ましく
は下記において説明する図面に示した形状のものである
。これらの形状は、ランチャ−への移行が突然の不連続
なものよりもむしろ滑らかなものであることを保証し、
そしてそれは、入射エネルギーが吸収されるというより
むしろ反射されるであろうことを意味しよう。
ターと同一平面の成分がない。しかしながら、TE□モ
ード及びTM#、lモード(ここでn≠0)が存在する
ことは、フィルター作用がこれらのモードについて行わ
れ始め、こうしてそれらが減衰することになるであろう
、ということを意味しよう。これらのカードは、所望す
る効果に応じてその方向を望みのままに定めることがで
きる。それらは、任意の形状のものでよいが、好ましく
は下記において説明する図面に示した形状のものである
。これらの形状は、ランチャ−への移行が突然の不連続
なものよりもむしろ滑らかなものであることを保証し、
そしてそれは、入射エネルギーが吸収されるというより
むしろ反射されるであろうことを意味しよう。
フィルターは、クラッドにスリットを設けそしてこれら
のフィルターを所定位置に取付けることによって、クラ
ッドに挿入されよう。あるいはまた、それらは、コアに
スロットを付けそしてコア材料にそれらを挿入し又は単
純に押しつけることによって、コアにはめ込んでもよい
。もう一つの方法は、それらをランチングホーンに鋳込
み又は固定することである。
のフィルターを所定位置に取付けることによって、クラ
ッドに挿入されよう。あるいはまた、それらは、コアに
スロットを付けそしてコア材料にそれらを挿入し又は単
純に押しつけることによって、コアにはめ込んでもよい
。もう一つの方法は、それらをランチングホーンに鋳込
み又は固定することである。
次に、図面を参照して本発明及びその好ましい態様を詳
しく説明する。
しく説明する。
第1図は、本発明の誘電性導波体を示す。この図では、
説明を目的として誘電性導波体の構成部品を切り払っで
ある。慣用的フランジ21を有するランチャ−20を誘
電性導波体lOに接続する場合には、電磁エネルギーは
ランチャ−20に入る。インピーダンス変換は、このエ
ネルギーが誘電性導波体10のコア12へ効率的に接続
されるように導波体10のコア12のテーパー13で行
われる。−度コア12によってエネルギーが捕捉されれ
ば、クラッド14で取り囲まれたコア12を通して伝搬
が行われる。コア12はポリテトラフルオロエチレンで
あり、クラッド14はコア12を覆い包むポリテトラフ
ルオロエチレンの、好ましくは延伸された多孔性ポリテ
トラフルオロエチレンのテープである。ポリテトラフル
オロエチレンのクラッド層は、コア12の上に押出しす
ること各できよう。伝搬は、コアとクラッドとの界面を
利用してエネルギーを伝送する。モード抑止フィルター
15は、ランチャ−20の壁に固定してもよい。フィル
ター15は、電磁的減衰性のあるものである。好ましく
は、モード抑止フィルター15は雲母のカードである。
説明を目的として誘電性導波体の構成部品を切り払っで
ある。慣用的フランジ21を有するランチャ−20を誘
電性導波体lOに接続する場合には、電磁エネルギーは
ランチャ−20に入る。インピーダンス変換は、このエ
ネルギーが誘電性導波体10のコア12へ効率的に接続
されるように導波体10のコア12のテーパー13で行
われる。−度コア12によってエネルギーが捕捉されれ
ば、クラッド14で取り囲まれたコア12を通して伝搬
が行われる。コア12はポリテトラフルオロエチレンで
あり、クラッド14はコア12を覆い包むポリテトラフ
ルオロエチレンの、好ましくは延伸された多孔性ポリテ
トラフルオロエチレンのテープである。ポリテトラフル
オロエチレンのクラッド層は、コア12の上に押出しす
ること各できよう。伝搬は、コアとクラッドとの界面を
利用してエネルギーを伝送する。モード抑止フィルター
15は、ランチャ−20の壁に固定してもよい。フィル
ター15は、電磁的減衰性のあるものである。好ましく
は、モード抑止フィルター15は雲母のカードである。
交さ結合又は外部源からの干渉を防ぐために、外部吸収
層18はもちろん電磁遮蔽層16を用意する。電磁遮蔽
層16は好ましくはアルミニウム被覆したカプトンポリ
イミドテープであり、吸収層18は好ましくは炭素入り
ポリテトラフルオロエチレンテープである。
層18はもちろん電磁遮蔽層16を用意する。電磁遮蔽
層16は好ましくはアルミニウム被覆したカプトンポリ
イミドテープであり、吸収層18は好ましくは炭素入り
ポリテトラフルオロエチレンテープである。
第2図は、第1図の2−2線に沿って切断した断面図で
ある。ランチャ−20の開口部17の内部においては、
モード抑止フィルター15は、導波体10をランチング
ホーン20へ差し込むことによってフィルター15がク
ラッド14の内部へ入り込みそして埋め込まれてもよい
ように、あるいはそうならないように、ランチングホー
ン20に固定される。
ある。ランチャ−20の開口部17の内部においては、
モード抑止フィルター15は、導波体10をランチング
ホーン20へ差し込むことによってフィルター15がク
ラッド14の内部へ入り込みそして埋め込まれてもよい
ように、あるいはそうならないように、ランチングホー
ン20に固定される。
第3図は、本発明による導波体lOの模式部分断面斜視
図であって、コア12がクラッド14、電磁遮蔽層16
、及び外部吸収層18により取り囲まれているのを示す
。この態様では、クラッド14のスリットに長方形の雲
母カード15が挿入され、そしてその方向はコア12に
隣接して示された水平面に合わされている。
図であって、コア12がクラッド14、電磁遮蔽層16
、及び外部吸収層18により取り囲まれているのを示す
。この態様では、クラッド14のスリットに長方形の雲
母カード15が挿入され、そしてその方向はコア12に
隣接して示された水平面に合わされている。
第4図は、図示する如くに隣接して位置するモード抑止
フィルター15を有するコア12の模式部分断面斜視図
である。説明を明確にするため、クラッド及びその外側
の被覆は省いである。
フィルター15を有するコア12の模式部分断面斜視図
である。説明を明確にするため、クラッド及びその外側
の被覆は省いである。
第5図は、隣接して位置する三角形のモード抑止フィル
ター15Aを有するコア12の別の態様を示す。
ター15Aを有するコア12の別の態様を示す。
第6図は、第5図の態様と逆の構成にした、隣接して位
置する三角形のモード抑止フィルター15Bを有するコ
ア12の更に別の態様を示す。
置する三角形のモード抑止フィルター15Bを有するコ
ア12の更に別の態様を示す。
本発明は、ここでは一定の態様及び詳細な説明との関連
において開示されてはいるが、この発明の要旨から逸脱
することなくそのような細部の改変又は変更をなしうる
ということは、当業者にとって明らかであろう。また、
そのような改変又は変更は、特許請求の範囲内にあるべ
きものと考えられる。
において開示されてはいるが、この発明の要旨から逸脱
することなくそのような細部の改変又は変更をなしうる
ということは、当業者にとって明らかであろう。また、
そのような改変又は変更は、特許請求の範囲内にあるべ
きものと考えられる。
第1図は、ランチャ−及び、説明のためその構成部品を
切り払った本発明による誘電性導波体の側面図である。 第2図は、第1図の2−2線に沿って切断したランチャ
−20の断面図である。 第3図は、本発明による導波体及びモード抑止フィルタ
ーの模式部分断面斜視図である。 第4〜6図は、説明を明確にするためクラッドとその外
側の層とを省略して示す本発明による導波体コア及びモ
ード抑止フィルターの別態様の斜視図である。 図中、10は誘電性導波体、 12はコア、14はク
ラッド、 15 、15A 、 15Bはモード抑止フ
ィルター 16は電磁遮蔽層、 18は外部吸収層
。 以下余白 第1
切り払った本発明による誘電性導波体の側面図である。 第2図は、第1図の2−2線に沿って切断したランチャ
−20の断面図である。 第3図は、本発明による導波体及びモード抑止フィルタ
ーの模式部分断面斜視図である。 第4〜6図は、説明を明確にするためクラッドとその外
側の層とを省略して示す本発明による導波体コア及びモ
ード抑止フィルターの別態様の斜視図である。 図中、10は誘電性導波体、 12はコア、14はク
ラッド、 15 、15A 、 15Bはモード抑止フ
ィルター 16は電磁遮蔽層、 18は外部吸収層
。 以下余白 第1
Claims (19)
- 1.電磁波を伝送するための誘電性導波体であって、 (a)ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のコア
、 (b)このコアの周囲を覆い包む1層又は2層以上のポ
リテトラフルオロエチレンのクラッド、(c)該誘電性
導波体に埋め込まれた電磁気的減衰性のある材料のモー
ド抑止(modesuppression)フィルター
、及び、 (d)上記のクラッドを被覆する電磁遮蔽層、を含んで
なる上記の誘電性導波体。 - 2.前記モード抑止フィルターが前記クラッドに埋め込
まれている、請求項1記載の誘電性導波体。 - 3.前記モード抑止フィルターが前記コアにはめ込まれ
ている、請求項1記載の誘電性導波体。 - 4.前記モード抑止フィルターが雲母のカードである、
請求項1記載の誘電性導波体。 - 5.前記コアが押出し成形された非焼結のポリテトラフ
ルオロエチレンである、請求項1記載の誘電性導波体。 - 6.前記コアが押出し成形され焼結されたポリテトラフ
ルオロエチレンである、請求項1記載の誘電性導波体。 - 7.前記コアが延伸された非焼結の多孔性ポリテトラフ
ルオロエチレンである、請求項1記載の誘電性導波体。 - 8.前記コアが延伸焼結された多孔性ポリテトラフルオ
ロエチレンである、請求項1記載の誘電性導波体。 - 9.前記コアが充てん材を含有している、請求項1記載
の誘電性導波体。 - 10.前記クラッドの層が押出し成形された非焼結のポ
リテトラフルオロエチレンである、請求項1記載の誘電
性導波体。 - 11.前記クラッドの層が押出し成形され焼結されたポ
リテトラフルオロエチレンである、請求項1記載の誘電
性導波体。 - 12.前記クラッドの層が延伸された非焼結の多孔性ポ
リテトラフルオロエチレンである、請求項1記載の誘電
性導波体。 - 13.前記クラッドの層が延伸焼結された多孔性ポリテ
トラフルオロエチレンである、請求項1記載の誘電性導
波体。 - 14.前記クラッドの層が充てん材を含有している、請
求項1記載の誘電性導波体。 - 15.前記電磁遮蔽層がアルミニウム被覆テープである
、請求項1記載の誘電性導波体。 - 16.前記電磁遮蔽層がアルミニウム被覆ポリイミドテ
ープである、請求項15記載の誘電性導波体。 - 17.炭素入りのポリテトラフルオロエチレンのテープ
で覆い包まれている、請求項15記載の誘電性導波体。 - 18.炭素入りポリテトラフルオロエチレンのテープで
覆い包まれている、請求項16記載の誘電性導波体。 - 19.ランチングホーンに接続していて、前記モード抑
止フィルターがこのランチングホーンに固定されている
、請求項1記載の誘電性導波体。
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