JPH07307617A - アレーアンテナ - Google Patents
アレーアンテナInfo
- Publication number
- JPH07307617A JPH07307617A JP6097462A JP9746294A JPH07307617A JP H07307617 A JPH07307617 A JP H07307617A JP 6097462 A JP6097462 A JP 6097462A JP 9746294 A JP9746294 A JP 9746294A JP H07307617 A JPH07307617 A JP H07307617A
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- JP
- Japan
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- plane
- element antenna
- antenna group
- array antenna
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 平面形アレーアンテナのレーダ断面積を低減
させることを目的とする。 【構成】 複数個の素子アンテナを中央部に配列された
第１の素子アンテナ群１ａと、周辺部に配列された第２
の素子アンテナ群１ｂとに分割し、第１の素子アンテナ
群１ａが配列された第１の平面２ａと、第２の素子アン
テナ群１ｂが配列された第２の平面２ｂとの間に段差ｄ
を設け、この段差ｄを相手方レーダの使用波長の約４分
の１又はその奇数倍となるように設定して構成した。
させることを目的とする。 【構成】 複数個の素子アンテナを中央部に配列された
第１の素子アンテナ群１ａと、周辺部に配列された第２
の素子アンテナ群１ｂとに分割し、第１の素子アンテナ
群１ａが配列された第１の平面２ａと、第２の素子アン
テナ群１ｂが配列された第２の平面２ｂとの間に段差ｄ
を設け、この段差ｄを相手方レーダの使用波長の約４分
の１又はその奇数倍となるように設定して構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、航空機又は船舶等に
搭載される平面形アレーアンテナ及び陸上に設置される
平面形アレーアンテナに関し、特に、そのレーダ断面積
の低減に関するものである。
搭載される平面形アレーアンテナ及び陸上に設置される
平面形アレーアンテナに関し、特に、そのレーダ断面積
の低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は２軸モノパルスレーダ用の従来
の平面形アレーアンテナの形状を示す図であり、図にお
いて、１は複数個の素子アンテナ、２はこの素子アンテ
ナ１を配列するための平面である。また、図１１は上記
アレーアンテナの電気的構成を示す図であり、図におい
て、３は上記複数個の素子アンテナ１に対して高周波信
号を分配又は合成する給電回路である。
の平面形アレーアンテナの形状を示す図であり、図にお
いて、１は複数個の素子アンテナ、２はこの素子アンテ
ナ１を配列するための平面である。また、図１１は上記
アレーアンテナの電気的構成を示す図であり、図におい
て、３は上記複数個の素子アンテナ１に対して高周波信
号を分配又は合成する給電回路である。
【０００３】次に動作について説明する。レーダ送信機
から送出された高周波パルス信号は送受切替器を経由し
て図１１のΣ端子に供給される。この送信パルス信号は
給電回路３によって等位相で分配され、全ての素子アン
テナ１に供給されて電磁波となって空間に放射される。
この電磁波は空間に存在する航空機等の目標物によって
反射又は散乱されて、再度、素子アンテナ１によって受
信される。この受信信号は給電回路３によって所定の加
減算が行われ、和信号がΣ端子に、方位角誤差信号がΔ
ＡＺ端子に、仰角誤差信号がΔＥＬ端子にそれぞれ出力
される。和信号は送受切替器を経由してレーダ受信機に
入力され、方位角誤差信号と仰角誤差信号はそれぞれ直
接レーダ受信機に入力される。この時、送信パルスと受
信パルスの時間差によって目標物との距離を知ることが
でき、角度誤差信号を和信号と比較して位相検波するこ
とにより目標物の方向を知ることができることは衆知の
通りである。
から送出された高周波パルス信号は送受切替器を経由し
て図１１のΣ端子に供給される。この送信パルス信号は
給電回路３によって等位相で分配され、全ての素子アン
テナ１に供給されて電磁波となって空間に放射される。
この電磁波は空間に存在する航空機等の目標物によって
反射又は散乱されて、再度、素子アンテナ１によって受
信される。この受信信号は給電回路３によって所定の加
減算が行われ、和信号がΣ端子に、方位角誤差信号がΔ
ＡＺ端子に、仰角誤差信号がΔＥＬ端子にそれぞれ出力
される。和信号は送受切替器を経由してレーダ受信機に
入力され、方位角誤差信号と仰角誤差信号はそれぞれ直
接レーダ受信機に入力される。この時、送信パルスと受
信パルスの時間差によって目標物との距離を知ることが
でき、角度誤差信号を和信号と比較して位相検波するこ
とにより目標物の方向を知ることができることは衆知の
通りである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の平面形アレーア
ンテナは以上に述べたように複数個の素子アンテナを同
一平面上に配列して構成されているので、アレーアンテ
ナ自身の有するレーダ断面積がアンテナ面の法線方向に
おいて極めて大きく、例えば、小型航空機の場合にはア
ンテナのレーダ断面積が機体自身のレーダ断面積の数千
倍に達することがあり、相手方のレーダによって自機が
発見されやすいという課題があった。
ンテナは以上に述べたように複数個の素子アンテナを同
一平面上に配列して構成されているので、アレーアンテ
ナ自身の有するレーダ断面積がアンテナ面の法線方向に
おいて極めて大きく、例えば、小型航空機の場合にはア
ンテナのレーダ断面積が機体自身のレーダ断面積の数千
倍に達することがあり、相手方のレーダによって自機が
発見されやすいという課題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、アレーアンテナの性能に何等影響
を与えることなく、レーダ断面積の小さいアレーアンテ
ナを得ることを目的とする。
めになされたもので、アレーアンテナの性能に何等影響
を与えることなく、レーダ断面積の小さいアレーアンテ
ナを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるアレー
アンテナは、複数個の素子アンテナを第１の素子アンテ
ナ群と第２の素子アンテナ群とに分割し、第１の素子ア
ンテナ群が配列された第１の平面と、第２の素子アンテ
ナ群が配列された第２の平面との間に段差を設け、この
段差を相手方レーダの使用波長の約４分の１又はその奇
数倍となるように設定して構成したものである。
アンテナは、複数個の素子アンテナを第１の素子アンテ
ナ群と第２の素子アンテナ群とに分割し、第１の素子ア
ンテナ群が配列された第１の平面と、第２の素子アンテ
ナ群が配列された第２の平面との間に段差を設け、この
段差を相手方レーダの使用波長の約４分の１又はその奇
数倍となるように設定して構成したものである。
【０００７】
【作用】この発明における段差は、相手方レーダの使用
波長の約４分の１又はその奇数倍となるように設定され
ているので、相手方レーダから見た場合に、第１の平面
による反射波と第２の平面による反射波との位相関係が
逆位相となって互いに打ち消しあい、自機のアレーアン
テナのレーダ断面積を極めて小さくするという作用をす
る。
波長の約４分の１又はその奇数倍となるように設定され
ているので、相手方レーダから見た場合に、第１の平面
による反射波と第２の平面による反射波との位相関係が
逆位相となって互いに打ち消しあい、自機のアレーアン
テナのレーダ断面積を極めて小さくするという作用をす
る。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例によるアレーアンテナ
の形状を示す図であり、図において、１ａは中央部に配
列された第１の素子アンテナ群、１ｂは周辺部に配列さ
れた第２の素子アンテナ群、２ａは第１の素子アンテナ
群１ａを配列するための第１の平面、２ｂは第２の素子
アンテナ群１ｂを配列するための第２の平面である。ま
た、図２は上記アレーアンテナの電気的構成を示す図で
あり、図において、３は上記素子アンテナ群１ａ及び１
ｂに対して高周波信号を分配又は合成する給電回路、４
は中央部の素子アンテナ群１ａと給電回路３との間に接
続された位相調整器である。
する。図１はこの発明の一実施例によるアレーアンテナ
の形状を示す図であり、図において、１ａは中央部に配
列された第１の素子アンテナ群、１ｂは周辺部に配列さ
れた第２の素子アンテナ群、２ａは第１の素子アンテナ
群１ａを配列するための第１の平面、２ｂは第２の素子
アンテナ群１ｂを配列するための第２の平面である。ま
た、図２は上記アレーアンテナの電気的構成を示す図で
あり、図において、３は上記素子アンテナ群１ａ及び１
ｂに対して高周波信号を分配又は合成する給電回路、４
は中央部の素子アンテナ群１ａと給電回路３との間に接
続された位相調整器である。
【０００９】次に動作について説明する。第１の平面２
ａと第２の平面２ｂとの間の段差ｄを相手方レーダの使
用波長の４分の１又はその奇数倍となるように設定する
と、相手方レーダから見た場合に、第１の平面２ａによ
る反射波と第２の平面２ｂによる反射波との位相関係が
逆位相となって互いに打ち消しあい、結果として、この
アレーアンテナのレーダ断面積が極めて小さくなる。
ａと第２の平面２ｂとの間の段差ｄを相手方レーダの使
用波長の４分の１又はその奇数倍となるように設定する
と、相手方レーダから見た場合に、第１の平面２ａによ
る反射波と第２の平面２ｂによる反射波との位相関係が
逆位相となって互いに打ち消しあい、結果として、この
アレーアンテナのレーダ断面積が極めて小さくなる。
【００１０】この時、段差ｄを設けたことにより第１の
素子アンテナ群１ａから放射される電磁波と第２の素子
アンテナ群１ｂから放射される電磁波とが位相差を持
ち、アレーアンテナの放射パターンが変化してしまう可
能性があるが、この位相差は位相調整器４によって補正
されるため、アレーアンテナの放射パターンが変化する
ことはない。
素子アンテナ群１ａから放射される電磁波と第２の素子
アンテナ群１ｂから放射される電磁波とが位相差を持
ち、アレーアンテナの放射パターンが変化してしまう可
能性があるが、この位相差は位相調整器４によって補正
されるため、アレーアンテナの放射パターンが変化する
ことはない。
【００１１】図３は、外形寸法が１ｍ×１ｍの正方形
で、周波数１０ＧＨｚにおいて段差ｄが４分の１波長に
なるように設定されたアレーアンテナを計算モデルとし
た場合の、レーダ断面積の角度特性を示す図である。図
において、破線は従来のアレーアンテナの特性を、実線
はこの発明の一実施例によるアレーアンテナの特性をそ
れぞれ示している。この図から、アンテナ面の法線方向
すなわち角度０゜においては、この発明はレーダ断面積
の低減に著しい効果を発揮することがわかる。また、他
の角度から見た場合の最大値についても、この発明は約
７ｄＢの低減効果がある。
で、周波数１０ＧＨｚにおいて段差ｄが４分の１波長に
なるように設定されたアレーアンテナを計算モデルとし
た場合の、レーダ断面積の角度特性を示す図である。図
において、破線は従来のアレーアンテナの特性を、実線
はこの発明の一実施例によるアレーアンテナの特性をそ
れぞれ示している。この図から、アンテナ面の法線方向
すなわち角度０゜においては、この発明はレーダ断面積
の低減に著しい効果を発揮することがわかる。また、他
の角度から見た場合の最大値についても、この発明は約
７ｄＢの低減効果がある。
【００１２】また、図４は、上記と同じ計算モデルを用
いた場合の、レーダ断面積の周波数特性を示す図であ
る。この図から、この発明は設計周波数の１０ＧＨｚ
と、その奇数倍である３０ＧＨｚにおいて、レーダ断面
積を著しく低減させる効果があることがわかる。さら
に、周波数が正確に設計周波数又はその奇数倍でなくて
も、ある程度のレーダ断面積の低減効果が認められるこ
とから、段差ｄが相手方レーダの使用波長の４分の１又
はその奇数倍から多少ずれている場合においても、レー
ダ断面積の低減効果があることが分かる。
いた場合の、レーダ断面積の周波数特性を示す図であ
る。この図から、この発明は設計周波数の１０ＧＨｚ
と、その奇数倍である３０ＧＨｚにおいて、レーダ断面
積を著しく低減させる効果があることがわかる。さら
に、周波数が正確に設計周波数又はその奇数倍でなくて
も、ある程度のレーダ断面積の低減効果が認められるこ
とから、段差ｄが相手方レーダの使用波長の４分の１又
はその奇数倍から多少ずれている場合においても、レー
ダ断面積の低減効果があることが分かる。
【００１３】実施例２．続いて、この発明の他の実施例
を図について説明する。図５は、この発明の第２の実施
例の電気的構成を示す図であり、その構成は実施例１と
ほぼ同じであるが、第１の平面２ａよりも第２の平面２
ｂの方が突出していること、及び、位相調整器４の接続
されている位置が異なる。この実施例によっても、実施
例１と同様な動作をすることは明らかである。
を図について説明する。図５は、この発明の第２の実施
例の電気的構成を示す図であり、その構成は実施例１と
ほぼ同じであるが、第１の平面２ａよりも第２の平面２
ｂの方が突出していること、及び、位相調整器４の接続
されている位置が異なる。この実施例によっても、実施
例１と同様な動作をすることは明らかである。
【００１４】実施例３．図６は、この発明の第３の実施
例の電気的構成を示す図であり、これはこの発明を可変
移相器を用いて電気的にビーム走査を可能とした電子制
御アンテナに適用した場合を示している。図において、
５は外部のビーム制御計算機によって制御される可変移
相器である。可変移相器５はその透過位相量を任意に設
定することができるので、前出の位相調整器４を省略で
きるという特徴がある。この実施例によっても、レーダ
断面積については、実施例１と同様な動作をすることは
明らかである。
例の電気的構成を示す図であり、これはこの発明を可変
移相器を用いて電気的にビーム走査を可能とした電子制
御アンテナに適用した場合を示している。図において、
５は外部のビーム制御計算機によって制御される可変移
相器である。可変移相器５はその透過位相量を任意に設
定することができるので、前出の位相調整器４を省略で
きるという特徴がある。この実施例によっても、レーダ
断面積については、実施例１と同様な動作をすることは
明らかである。
【００１５】実施例４．図７は、この発明の第４の実施
例の電気的構成を示す図である。この実施例によって
も、第１の平面２ａによる反射波と第２の平面２ｂによ
る反射波が互いに打ち消し合うため、レーダ断面積につ
いては、実施例１と同様な動作をする。実施例４におい
ても、実施例３と同じ理由により位相調整器４を省略す
ることができる。
例の電気的構成を示す図である。この実施例によって
も、第１の平面２ａによる反射波と第２の平面２ｂによ
る反射波が互いに打ち消し合うため、レーダ断面積につ
いては、実施例１と同様な動作をする。実施例４におい
ても、実施例３と同じ理由により位相調整器４を省略す
ることができる。
【００１６】実施例５．図８は、この発明の第５の実施
例の電気的構成を示す図である。ここでは、第１の素子
アンテナ群１ａと第２の素子アンテナ群１ｂの分割方法
をランダムにしたことを特徴としている。この実施例に
よっても、第１の平面２ａによる反射波と第２の平面２
ｂによる反射波が互いに打ち消し合うため、レーダ断面
積を低減させる効果がある。
例の電気的構成を示す図である。ここでは、第１の素子
アンテナ群１ａと第２の素子アンテナ群１ｂの分割方法
をランダムにしたことを特徴としている。この実施例に
よっても、第１の平面２ａによる反射波と第２の平面２
ｂによる反射波が互いに打ち消し合うため、レーダ断面
積を低減させる効果がある。
【００１７】実施例６．図９は、この発明の第６の実施
例の電気的構成を示す図であり、ランダムな素子アンテ
ナの分割方法を電子制御アンテナに適用した場合を示し
ている。この実施例においても、レーダ断面積を低減で
きるとともに、位相調整器４を省略することができる。
例の電気的構成を示す図であり、ランダムな素子アンテ
ナの分割方法を電子制御アンテナに適用した場合を示し
ている。この実施例においても、レーダ断面積を低減で
きるとともに、位相調整器４を省略することができる。
【００１８】なお、上記６つの実施例では主としてレー
ダ用のアレーアンテナについて説明したが、特にこれに
限られたものではなく、通信用及びその他の用途に供す
るアレーアンテナであってもよく、上記実施例と同様な
効果を奏する。
ダ用のアレーアンテナについて説明したが、特にこれに
限られたものではなく、通信用及びその他の用途に供す
るアレーアンテナであってもよく、上記実施例と同様な
効果を奏する。
【００１９】また、上記６つの実施例では給電回路の構
成がコーポレート給電（並列給電）の場合について説明
したが、特にこれに限られたものではなく、直列給電、
直並列給電又は空間給電であってもよく、上記実施例と
同様な効果が得られる。
成がコーポレート給電（並列給電）の場合について説明
したが、特にこれに限られたものではなく、直列給電、
直並列給電又は空間給電であってもよく、上記実施例と
同様な効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば複数個
の素子アンテナを第１の素子アンテナ群と第２の素子ア
ンテナ群とに分割し、第１の素子アンテナ群が配列され
た第１の平面と、第２の素子アンテナ群が配列された第
２の平面との間に段差を設け、この段差が相手方レーダ
の使用波長の約４分の１又はその奇数倍となるように設
定して構成したので、レーダ断面積の極めて小さいアレ
ーアンテナが得られるという効果がある。
の素子アンテナを第１の素子アンテナ群と第２の素子ア
ンテナ群とに分割し、第１の素子アンテナ群が配列され
た第１の平面と、第２の素子アンテナ群が配列された第
２の平面との間に段差を設け、この段差が相手方レーダ
の使用波長の約４分の１又はその奇数倍となるように設
定して構成したので、レーダ断面積の極めて小さいアレ
ーアンテナが得られるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるアレーアンテナの形
状を示す図である。
状を示す図である。
【図２】この発明の一実施例によるアレーアンテナの電
気的構成を示す図である。
気的構成を示す図である。
【図３】レーダ断面積の角度特性の計算値を示す図であ
る。
る。
【図４】レーダ断面積の周波数特性の計算値を示す図で
ある。
ある。
【図５】この発明の第２の実施例によるアレーアンテナ
の電気的構成を示す図である。
の電気的構成を示す図である。
【図６】この発明の第３の実施例によるアレーアンテナ
の電気的構成を示す図である。
の電気的構成を示す図である。
【図７】この発明の第４の実施例によるアレーアンテナ
の電気的構成を示す図である。
の電気的構成を示す図である。
【図８】この発明の第５の実施例によるアレーアンテナ
の電気的構成を示す図である。
の電気的構成を示す図である。
【図９】この発明の第６の実施例によるアレーアンテナ
の電気的構成を示す図である。
の電気的構成を示す図である。
【図１０】従来のアレーアンテナの形状を示す図であ
る。
る。
【図１１】従来のアレーアンテナの電気的構成を示す図
である。
である。
１ａ 第１の素子アンテナ群 １ｂ 第２の素子アンテナ群 ２ａ 第１の平面 ２ｂ 第２の平面 ３ 給電回路 ５ 可変移相器
Claims (4)
- 【請求項１】 平面上に配列された複数個の素子アンテ
ナと、上記素子アンテナに対して高周波信号を分配又は
合成する給電回路とを備えたアレーアンテナにおいて、
上記素子アンテナを中央部に配列された第１の素子アン
テナ群と、周辺部に配列された第２の素子アンテナ群と
に分割し、第１の素子アンテナ群が配列された第１の平
面と、第２の素子アンテナ群が配列された第２の平面と
の間に、第１の平面又は第２の平面が突出するように段
差を設け、この段差をレーダの使用波長の約４分の１又
はその奇数倍となるように設定したことを特徴とするア
レーアンテナ。 - 【請求項２】 平面上に配列された複数個の素子アンテ
ナと、上記素子アンテナに対して高周波信号を分配又は
合成する給電回路と、上記素子アンテナと上記給電回路
との間に接続された複数個の可変移相器とを備えたアレ
ーアンテナにおいて、上記素子アンテナを中央部に配列
された第１の素子アンテナ群と、周辺部に配列された第
２の素子アンテナ群とに分割し、第１の素子アンテナ群
が配列された第１の平面と、第２の素子アンテナ群が配
列された第２の平面との間に、第１の平面又は第２の平
面が突出するように段差を設け、この段差をレーダの使
用波長の約４分の１又はその奇数倍となるように設定し
たことを特徴とするアレーアンテナ。 - 【請求項３】 平面上に配列された複数個の素子アンテ
ナと、上記素子アンテナに対して高周波信号を分配又は
合成する給電回路とを備えたアレーアンテナにおいて、
上記素子アンテナを第１の平面上に配列された第１の素
子アンテナ群と、第２の平面上に配列された第２の素子
アンテナ群とにランダムに分割し、第１の平面と、第２
の平面との間に段差を設け、この段差をレーダの使用波
長の約４分の１又はその奇数倍となるように設定したこ
とを特徴とするアレーアンテナ。 - 【請求項４】 平面上に配列された複数個の素子アンテ
ナと、上記素子アンテナに対して高周波信号を分配又は
合成する給電回路と、上記素子アンテナと上記給電回路
との間に接続された複数個の可変移相器とを備えたアレ
ーアンテナにおいて、上記素子アンテナを第１の平面上
に配列された第１の素子アンテナ群と、第２の平面上に
配列された第２の素子アンテナ群とにランダムに分割
し、第１の平面と、第２の平面との間に段差を設け、こ
の段差をレーダの使用波長の約４分の１又はその奇数倍
となるように設定したことを特徴とするアレーアンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09746294A JP3376683B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09746294A JP3376683B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | アレーアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307617A true JPH07307617A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3376683B2 JP3376683B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=14192973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09746294A Expired - Fee Related JP3376683B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | アレーアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376683B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003209420A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Taiyo Musen Co Ltd | ラジオブイのアンテナ |
| KR100976858B1 (ko) * | 2008-10-24 | 2010-08-20 | 한국과학기술원 | 저 레이더 반사면적의 평면 패치 안테나와 평면 패치어레이 안테나 |
| JP2011193133A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP2013179527A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | アレーアンテナ装置 |
-
1994
- 1994-05-11 JP JP09746294A patent/JP3376683B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003209420A (ja) * | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Taiyo Musen Co Ltd | ラジオブイのアンテナ |
| KR100976858B1 (ko) * | 2008-10-24 | 2010-08-20 | 한국과학기술원 | 저 레이더 반사면적의 평면 패치 안테나와 평면 패치어레이 안테나 |
| JP2011193133A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP2013179527A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | アレーアンテナ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3376683B2 (ja) | 2003-02-10 |
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