JPH0360204B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0360204B2 JPH0360204B2 JP57165947A JP16594782A JPH0360204B2 JP H0360204 B2 JPH0360204 B2 JP H0360204B2 JP 57165947 A JP57165947 A JP 57165947A JP 16594782 A JP16594782 A JP 16594782A JP H0360204 B2 JPH0360204 B2 JP H0360204B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- elements
- networks
- periphery
- radial lines
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- Expired - Lifetime
Links
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- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- ZYHMJXZULPZUED-UHFFFAOYSA-N propargite Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OC1C(OS(=O)OCC#C)CCCC1 ZYHMJXZULPZUED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
- H01Q9/0435—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/22—Antenna units of the array energised non-uniformly in amplitude or phase, e.g. tapered array or binomial array
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誘導体支持体と関係するプリメント配
線技術に従つて平坦な構造に造られた受信エレメ
ントの回路を具えた新しい形の超短波アンテナに
関するものである。云うまでもなくアンテナの相
反性により受信エレメント又は受信エレメントの
回路から成るアンテナはその特性を変えずして送
信エレメント又は送信エアンテナとして動作でき
る。このことは以下の説明を通して例外なく云え
ることであり、「受信」という言葉は本発明の範
囲を離れずに「送信」という用語に置き換えるこ
とができる。
線技術に従つて平坦な構造に造られた受信エレメ
ントの回路を具えた新しい形の超短波アンテナに
関するものである。云うまでもなくアンテナの相
反性により受信エレメント又は受信エレメントの
回路から成るアンテナはその特性を変えずして送
信エレメント又は送信エアンテナとして動作でき
る。このことは以下の説明を通して例外なく云え
ることであり、「受信」という言葉は本発明の範
囲を離れずに「送信」という用語に置き換えるこ
とができる。
多数の用途において、また殊に放送衛星からテ
レビジヨン信号を受信する場合において大事なこ
とは、使用される超短波アンテナの送信図
（emission didgram）が殊に3dB開口及びサイド
ローブのレベルに関するCCIR（Comite
Consultatif Interational des
Radiocommunicationc）の勧告に対応すること
である。これらの規格は以下の通りである。
レビジヨン信号を受信する場合において大事なこ
とは、使用される超短波アンテナの送信図
（emission didgram）が殊に3dB開口及びサイド
ローブのレベルに関するCCIR（Comite
Consultatif Interational des
Radiocommunicationc）の勧告に対応すること
である。これらの規格は以下の通りである。
●周波数帯域を11.7〜12.5GHzの範囲内に位置さ
せる必要がある。
せる必要がある。
●アンテナの放射特性を第２図に示す曲線C1に
よつて示されるエンベローブの下側にする必要
がある。これによれば、主ローブの3dBの減衰
量は2゜のビームアパーチヤθに相当し、これは
半電力でのビームのアパーチヤであるθ-3dB＝2゜
の式により表わされる。これによれば二次ロー
ブは12゜に対し30dBだけ減衰される。
よつて示されるエンベローブの下側にする必要
がある。これによれば、主ローブの3dBの減衰
量は2゜のビームアパーチヤθに相当し、これは
半電力でのビームのアパーチヤであるθ-3dB＝2゜
の式により表わされる。これによれば二次ロー
ブは12゜に対し30dBだけ減衰される。
●交さ偏波は第２図に曲線C2で示すエンベロー
ブの下にする必要がある。
ブの下にする必要がある。
●アンテナ利得Ｇと雑音温度（ケルビン温度：
〓）Ｔとの間の比を、 Ｇ／Ｔ≧6dB〓-1 する必要がある。
〓）Ｔとの間の比を、 Ｇ／Ｔ≧6dB〓-1 する必要がある。
この対応は隣接する受信エレメント間の距離を
アンテナの中心区域では周縁区域におけるよりも
小さく選ぶか又は隣接受信エレメント間の距離を
等しく、不均一な分布に従つて振幅を制御するこ
とにより得られる。エレメント間距離を不均一に
する回路はエレメントを半ば偶然に配置している
ため電源回路を位置決めするのが複雑になるとい
う欠点を有している。また、不均等距離のエレメ
ントの回路の場合は受信エレメントの数が大きい
時（これはアンテナに十分な利得を持たせるため
に絶対に必要である）、これらの回路の伝送線が
高密度になり、それらを納めるために使えるスペ
ースが小さいため電源回路の位置決めが非常にむ
ずかしくなる。殊に並列電源回路を用いる場合に
そうである。
アンテナの中心区域では周縁区域におけるよりも
小さく選ぶか又は隣接受信エレメント間の距離を
等しく、不均一な分布に従つて振幅を制御するこ
とにより得られる。エレメント間距離を不均一に
する回路はエレメントを半ば偶然に配置している
ため電源回路を位置決めするのが複雑になるとい
う欠点を有している。また、不均等距離のエレメ
ントの回路の場合は受信エレメントの数が大きい
時（これはアンテナに十分な利得を持たせるため
に絶対に必要である）、これらの回路の伝送線が
高密度になり、それらを納めるために使えるスペ
ースが小さいため電源回路の位置決めが非常にむ
ずかしくなる。殊に並列電源回路を用いる場合に
そうである。
従つて、生起する種々の問題を考えるとこのよ
うな超短波アンテナの製造は複雑で高価につく。
そしてこの複雑さは左回り偏波と右回り偏波とを
含む12GHzのテレビジヨン信号を受信する場合は
一層大きくなる。その理由は２個の別個の給電回
路に対する受信エレメントを位置決めしなければ
ならないからである。
うな超短波アンテナの製造は複雑で高価につく。
そしてこの複雑さは左回り偏波と右回り偏波とを
含む12GHzのテレビジヨン信号を受信する場合は
一層大きくなる。その理由は２個の別個の給電回
路に対する受信エレメントを位置決めしなければ
ならないからである。
本発明の目的は給電回路の取り付けを相当に簡
単化し、それでいて前記の公的な勧告に一致する
新しい構造の平坦な超短波アンテナを提供するに
ある。
単化し、それでいて前記の公的な勧告に一致する
新しい構造の平坦な超短波アンテナを提供するに
ある。
従つて、本発明は、誘導体支持体上にマイクロ
ストリツプ回路技術に従つて形成され、左回り又
は右回りの円偏波を有する超短波信号を送受信す
るエレメントの回路を具え、これらのエレメント
は、全ての同一構造を有し、かつ一連の半径線
（Ａ−Ｈ）に配置された平坦な超短波アンテナに
おいて、前記エレメントは周縁扇形部と、連続組
合わせ段とによつて構成された２個の個別の並列
給電回路網に同じように結合され、前記連続組合
わせ段を適宜配置してこれら２つの回路網に沿う
信号の電気通路を各エレメントとこれら回路網の
前記エレメントを結合する特定の出力接続部との
間で同一とし、かつ、前記半径線（Ａ−Ｈ）はア
ンテナ周縁から見て種々の異なる長さを有し、こ
れにより半径線上の種々の数のエレメントを収容
するようにし、種々の長さを有する半径線を円周
方向に交互に配置して、長い方の半径線間に短い
方の半径線を順次配列することにより中心から周
縁までアンテナとして利用できる全表面が順次位
置するとともにアンテナの中心から周縁までアン
テナとして利用できる全表面が順次位置するとと
もにアンテナの中心から周縁に向かつて大きくな
る伝送線区分の密度を有する２つの回路網を位置
させるようにしたことを特徴とする。
ストリツプ回路技術に従つて形成され、左回り又
は右回りの円偏波を有する超短波信号を送受信す
るエレメントの回路を具え、これらのエレメント
は、全ての同一構造を有し、かつ一連の半径線
（Ａ−Ｈ）に配置された平坦な超短波アンテナに
おいて、前記エレメントは周縁扇形部と、連続組
合わせ段とによつて構成された２個の個別の並列
給電回路網に同じように結合され、前記連続組合
わせ段を適宜配置してこれら２つの回路網に沿う
信号の電気通路を各エレメントとこれら回路網の
前記エレメントを結合する特定の出力接続部との
間で同一とし、かつ、前記半径線（Ａ−Ｈ）はア
ンテナ周縁から見て種々の異なる長さを有し、こ
れにより半径線上の種々の数のエレメントを収容
するようにし、種々の長さを有する半径線を円周
方向に交互に配置して、長い方の半径線間に短い
方の半径線を順次配列することにより中心から周
縁までアンテナとして利用できる全表面が順次位
置するとともにアンテナの中心から周縁までアン
テナとして利用できる全表面が順次位置するとと
もにアンテナの中心から周縁に向かつて大きくな
る伝送線区分の密度を有する２つの回路網を位置
させるようにしたことを特徴とする。
ここに提案された構造は二重の意味で有利であ
る。一方では受信エレメントの密度がアンテナの
中心から周縁に向つて規則的に下がるためアンテ
ナの最終直径の関数として所望の3dB開口が得ら
れず、サイドロープのレベルも小さくなる。そし
てまたこれらのフアクタは２個の順次の半径線間
の角度と、同一半径線上の２個の順次のエレメン
ト間の距離とを換えることにより簡単に調整でき
る。他方では、アンテナの中心部からの距離が大
きくなると共に受信エレメントの密度が下がるこ
とは給電回路とそれらの順序の供給段を設けるス
ペースを次第に大きくする。これらの回路は実際
にはアンテナの中心部から周縁に向つて導線部の
密度が大きくなるのである。
る。一方では受信エレメントの密度がアンテナの
中心から周縁に向つて規則的に下がるためアンテ
ナの最終直径の関数として所望の3dB開口が得ら
れず、サイドロープのレベルも小さくなる。そし
てまたこれらのフアクタは２個の順次の半径線間
の角度と、同一半径線上の２個の順次のエレメン
ト間の距離とを換えることにより簡単に調整でき
る。他方では、アンテナの中心部からの距離が大
きくなると共に受信エレメントの密度が下がるこ
とは給電回路とそれらの順序の供給段を設けるス
ペースを次第に大きくする。これらの回路は実際
にはアンテナの中心部から周縁に向つて導線部の
密度が大きくなるのである。
実施例を上げて図面につき本発明を詳細に説明
する。但し、本発明はこの実施例に限定されるも
のではない。
する。但し、本発明はこの実施例に限定されるも
のではない。
一部を第１図に示した超短波アンテナ１は殊に
任意に左回り又は右回り偏波している超短波信号
を受信するようにできている。アンテナを構成し
且つ互に正確に同一な個々の受信エレメントは任
意のタイプとすることができるが、殊に本願人は
昭和61年６月４日に出願した特開昭57−185704号
公報に記載されている構造の受信エレメントの一
つとすると好適である（この受信エレメントはマ
イクロ波帯回路技術に従つて平坦な構造に造られ
且つ互に絶縁された２個のダイポールにより構成
され、マイクロ波帯の誘電体支持体の外側面をお
う２個の基板面に設けられた凹所の中心に互に直
角をなして対称的に交差するように置かれてい
る）。
任意に左回り又は右回り偏波している超短波信号
を受信するようにできている。アンテナを構成し
且つ互に正確に同一な個々の受信エレメントは任
意のタイプとすることができるが、殊に本願人は
昭和61年６月４日に出願した特開昭57−185704号
公報に記載されている構造の受信エレメントの一
つとすると好適である（この受信エレメントはマ
イクロ波帯回路技術に従つて平坦な構造に造られ
且つ互に絶縁された２個のダイポールにより構成
され、マイクロ波帯の誘電体支持体の外側面をお
う２個の基板面に設けられた凹所の中心に互に直
角をなして対称的に交差するように置かれてい
る）。
これらの個々の受信エレメントは一連の半径Ａ
〜Ｈ上に配置されるが、本例ではこれらの半径
（ここでは等角度とする）の各々の上の受信エレ
メントがほぼ等距離であり、一つの半径から他の
半径の方向には一連の同心円上に配設されてい
る。しかし、これは絶対必要というものではな
く、このような特殊な場合が本発明を限定するも
のではない。この構造の主たる特性は下記のよう
なものである。即ち受信エレメントの密度がアン
テナの中心では高く、縁の方に向つて下り、アン
テナに或る放射ダイアグラムを与えることであ
る。その理由は、この分布は単位面積当り放射さ
れる電力の密度がアンテナの中心からの距離が大
きくなるにつれ小さくなるようにするからであ
る。しかし、本発明のアンテナ配置のこの特性に
よれば、各半径上に配置されたエレメント間に保
持する必要のある最小及び／又は最大距離が存在
することを考慮して、所望に応じ、順次の半径間
の角度を変化させることにより、アンテナの指向
性を変更することもできる。このような構造を採
用した結果は直ぐに明らかとなる。なお、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ等のような順次の半径線には必ずしも
一様に受信エレメントを置く必要はない。実際
上、受信エレメントがアンテナの中心区域から周
縁に向かつて一様に延在分布しているいわゆる主
半径Ａ、Ｃ、ＥおよびＧと、受信エレメントの数
が次第に減少し、アンテナの中心および周縁の中
点から周縁に向かつて延在するいわゆる二次半径
Ｂ、ＤおよびＦとは区別すべきである。その理由
は、これらの二次半径は主半径間の距離が新しい
受信エレメントと電源回路の関連部とを置くこと
を許すに足る場合にのみ隣接する主半径間に置く
ことができるからである。
〜Ｈ上に配置されるが、本例ではこれらの半径
（ここでは等角度とする）の各々の上の受信エレ
メントがほぼ等距離であり、一つの半径から他の
半径の方向には一連の同心円上に配設されてい
る。しかし、これは絶対必要というものではな
く、このような特殊な場合が本発明を限定するも
のではない。この構造の主たる特性は下記のよう
なものである。即ち受信エレメントの密度がアン
テナの中心では高く、縁の方に向つて下り、アン
テナに或る放射ダイアグラムを与えることであ
る。その理由は、この分布は単位面積当り放射さ
れる電力の密度がアンテナの中心からの距離が大
きくなるにつれ小さくなるようにするからであ
る。しかし、本発明のアンテナ配置のこの特性に
よれば、各半径上に配置されたエレメント間に保
持する必要のある最小及び／又は最大距離が存在
することを考慮して、所望に応じ、順次の半径間
の角度を変化させることにより、アンテナの指向
性を変更することもできる。このような構造を採
用した結果は直ぐに明らかとなる。なお、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ等のような順次の半径線には必ずしも
一様に受信エレメントを置く必要はない。実際
上、受信エレメントがアンテナの中心区域から周
縁に向かつて一様に延在分布しているいわゆる主
半径Ａ、Ｃ、ＥおよびＧと、受信エレメントの数
が次第に減少し、アンテナの中心および周縁の中
点から周縁に向かつて延在するいわゆる二次半径
Ｂ、ＤおよびＦとは区別すべきである。その理由
は、これらの二次半径は主半径間の距離が新しい
受信エレメントと電源回路の関連部とを置くこと
を許すに足る場合にのみ隣接する主半径間に置く
ことができるからである。
ここに述べた例では受信エレメントが特開昭57
−18570号公報に記載されているものである。こ
れら受信エレメントの給電回路は受信エレメント
に結合されている給電ラインを組合わせる順次の
段階において達成することができる。これらの受
信エレメントの給電回路は以下に示すいわゆる並
列給電構造を有する。即ち、第１のいわゆる結合
段は受信エレメントを対をなす群を結合する。こ
の種の結合は全ての受信エレメントにつき同一で
ある。従つて、受信エレメントの数ＮはＮ＝2n
（ここにｎは正の整数）と等しくなる。第２のい
わゆる結合段はこの第１の結合段から得られた給
電ラインを結合するとともに前の第２の結合段を
対をなして結合する。図面に示すように、例えば
半径Ａの受信エレメントの各対に対しては１つの
第１結合段を設け、かつ、３つの第２結合段を設
けてこの半径の８つのエレメントの第１ダイポー
ルを結合する。半径の各側には同一の給電構体を
設け、一方の給電構体は第１のダイポールの列に
対し並列に配置し、他方の給電構体は第２のダイ
ポールの列に対し並列に配置し、第２ダイポール
の各々は同一の受信エレメントの第１のダイポー
ルに直角に配置する。第２の結合段の最終的な結
合は夫々左回り偏波と右回り偏波を有する信号に
割り当てられている２個の給電回路の各々に対す
る２個の異なる面上でアンテナの周縁で行なわれ
る。この回路構造では、信号の電気経路は各受信
エレメントからアンテナ１の出力端子迄正確に同
一である。
−18570号公報に記載されているものである。こ
れら受信エレメントの給電回路は受信エレメント
に結合されている給電ラインを組合わせる順次の
段階において達成することができる。これらの受
信エレメントの給電回路は以下に示すいわゆる並
列給電構造を有する。即ち、第１のいわゆる結合
段は受信エレメントを対をなす群を結合する。こ
の種の結合は全ての受信エレメントにつき同一で
ある。従つて、受信エレメントの数ＮはＮ＝2n
（ここにｎは正の整数）と等しくなる。第２のい
わゆる結合段はこの第１の結合段から得られた給
電ラインを結合するとともに前の第２の結合段を
対をなして結合する。図面に示すように、例えば
半径Ａの受信エレメントの各対に対しては１つの
第１結合段を設け、かつ、３つの第２結合段を設
けてこの半径の８つのエレメントの第１ダイポー
ルを結合する。半径の各側には同一の給電構体を
設け、一方の給電構体は第１のダイポールの列に
対し並列に配置し、他方の給電構体は第２のダイ
ポールの列に対し並列に配置し、第２ダイポール
の各々は同一の受信エレメントの第１のダイポー
ルに直角に配置する。第２の結合段の最終的な結
合は夫々左回り偏波と右回り偏波を有する信号に
割り当てられている２個の給電回路の各々に対す
る２個の異なる面上でアンテナの周縁で行なわれ
る。この回路構造では、信号の電気経路は各受信
エレメントからアンテナ１の出力端子迄正確に同
一である。
勿論、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲をはずれることなく種々の
変形例を考えることができる。図面を簡単ならし
めるため、限られた数の半径と、各半径上で限ら
れた数の受信エレメントしか図示していない。し
かし、これらの半径とこれらの受信エレメントは
実際にはずつと多数であり、主半径と二次半径と
の配列もくり返される。これは全く異なる技術分
野で既に採用されている幾何学的構造に従つて得
られる空間により許される。
はなく、本発明の範囲をはずれることなく種々の
変形例を考えることができる。図面を簡単ならし
めるため、限られた数の半径と、各半径上で限ら
れた数の受信エレメントしか図示していない。し
かし、これらの半径とこれらの受信エレメントは
実際にはずつと多数であり、主半径と二次半径と
の配列もくり返される。これは全く異なる技術分
野で既に採用されている幾何学的構造に従つて得
られる空間により許される。
第１図は本発明アンテナの約４分の１の部分の
平面図、第２図はCCIRの勧告によるアンテナの
放射特性を示す特性図である。 １……アンテナ、Ａ〜Ｈ……半径（線）。
平面図、第２図はCCIRの勧告によるアンテナの
放射特性を示す特性図である。 １……アンテナ、Ａ〜Ｈ……半径（線）。
Claims (1)
- １ 誘導体支持体上にマイクロストリツプ回路技
術に従つて形成され、左回り又は右回りの円偏波
を有する超短波信号を送受信するエレメントの回
路網を具え、これらのエレメントは、全ての同一
構造を有し、かつ一連の半径線（Ａ−Ｈ）に配置
された平坦な超短波アンテナにおいて、前記エレ
メントは周縁扇形部と、連続組合わせ段とによつ
て構成された２個の個別の並列給電回路網に同じ
ように結合され、前記連続組合わせ段を適宜配置
してこれら２つの回路網に沿う信号の電気通路を
各エレメントとこれら回路網の前記エレメントを
結合する特定の出力接続部との間で同一とし、か
つ、前記半径線（Ａ−Ｈ）はアンテナ周縁から見
て種々の異なる長さを有し、これにより半径線上
の種々の数のエレメントを収容するようにし、
種々の長さを有する半径線は円周方向に交互に配
置して、長い方の半径線間に短い方の半径線を順
次配列することにより中心から周縁までアンテナ
として利用できる全表面が順次位置するとともに
アンテナの中心から周縁に向かつて大きくなる伝
送線区分の緊密を有する２つの回路網を位置させ
るようにしたことを特徴とする平坦な超短波アン
テナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8117915A FR2513443B1 (fr) | 1981-09-23 | 1981-09-23 | Antenne plane hyperfrequence a reseau d'elements rayonnants ou recepteurs |
| FR8117915 | 1981-09-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868304A JPS5868304A (ja) | 1983-04-23 |
| JPH0360204B2 true JPH0360204B2 (ja) | 1991-09-13 |
Family
ID=9262385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57165947A Granted JPS5868304A (ja) | 1981-09-23 | 1982-09-22 | 平坦な超短波アンテナ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4641145A (ja) |
| EP (1) | EP0075375B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5868304A (ja) |
| AU (1) | AU8860982A (ja) |
| CA (1) | CA1192301A (ja) |
| DE (1) | DE3274931D1 (ja) |
| FR (1) | FR2513443B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5099254A (en) * | 1990-03-22 | 1992-03-24 | Raytheon Company | Modular transmitter and antenna array system |
| US6320406B1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-11-20 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for a terminated fail-safe circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5643709B2 (ja) * | 1979-11-01 | 1981-10-14 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1257215A (fr) * | 1960-02-19 | 1961-03-31 | Csf | Perfectionnements aux aériens tournants |
| US3921177A (en) * | 1973-04-17 | 1975-11-18 | Ball Brothers Res Corp | Microstrip antenna structures and arrays |
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