JPH10209740A - 誘電体アンテナ - Google Patents
誘電体アンテナInfo
- Publication number
- JPH10209740A JPH10209740A JP940497A JP940497A JPH10209740A JP H10209740 A JPH10209740 A JP H10209740A JP 940497 A JP940497 A JP 940497A JP 940497 A JP940497 A JP 940497A JP H10209740 A JPH10209740 A JP H10209740A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 さらに，小型化された誘電体アンテナを提供
すること。 【解決手段】 誘電体アンテナは，地板１２の一面上に
一面を接して配置された直方体状誘電体ブロック１の前
記一面に対向する他面を金属箔１１で覆い，前記金属箔
１１と前記地板１２とを前記誘電体ブロックの一面に隣
接する一側面に設けた短絡箔２で接続し，入力インピー
ダンスが整合する位置で，前記地板の他面側又は前記地
板上に形成された励振手段によって励振する構成とし
た。
すること。 【解決手段】 誘電体アンテナは，地板１２の一面上に
一面を接して配置された直方体状誘電体ブロック１の前
記一面に対向する他面を金属箔１１で覆い，前記金属箔
１１と前記地板１２とを前記誘電体ブロックの一面に隣
接する一側面に設けた短絡箔２で接続し，入力インピー
ダンスが整合する位置で，前記地板の他面側又は前記地
板上に形成された励振手段によって励振する構成とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，誘電体アンテナに
関し，詳しくは，誘電率の大きな誘電体材料をもちいた
携帯電話機に内蔵される小型アンテナ等に用いられる誘
電体アンテナに関する。
関し，詳しくは，誘電率の大きな誘電体材料をもちいた
携帯電話機に内蔵される小型アンテナ等に用いられる誘
電体アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，携帯電話機用アンテナとして線状
ユニポールアンテナが常用されている。この線状ポール
アンテナは，電話機ケースから突出するという不便があ
り，回路との構造的整合性も悪いという欠点を有してい
る。このことから，小型誘電体アンテナが小型アンテナ
として注目され，開発されている。
ユニポールアンテナが常用されている。この線状ポール
アンテナは，電話機ケースから突出するという不便があ
り，回路との構造的整合性も悪いという欠点を有してい
る。このことから，小型誘電体アンテナが小型アンテナ
として注目され，開発されている。
【０００３】図１２は従来技術による誘電体アンテナを
示す図である（特願平８−２０６９２２号参照）。図１
２を参照すると，誘電体アンテナは，地板１２上に，略
直方体の誘電体ブロック５１を置き，その上面全体を金
属箔１１又は金属板で覆い，地板１２の裏面側から誘電
体ブロック５１の内部に至る同軸線路（ケーブル）１３
を貫挿した構成を有している。ここで，同軸線路の外側
のシールド部分は，地板１２の裏面と接触しており，芯
線の先端部分は，誘電体ブロック５１の内部の金属箔１
１寄りの部分に至っており，この芯線の先端部分と金属
箔１１との距離を調節することによって，インピーダン
スマッチングを行うものである。
示す図である（特願平８−２０６９２２号参照）。図１
２を参照すると，誘電体アンテナは，地板１２上に，略
直方体の誘電体ブロック５１を置き，その上面全体を金
属箔１１又は金属板で覆い，地板１２の裏面側から誘電
体ブロック５１の内部に至る同軸線路（ケーブル）１３
を貫挿した構成を有している。ここで，同軸線路の外側
のシールド部分は，地板１２の裏面と接触しており，芯
線の先端部分は，誘電体ブロック５１の内部の金属箔１
１寄りの部分に至っており，この芯線の先端部分と金属
箔１１との距離を調節することによって，インピーダン
スマッチングを行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来技
術による誘電体アンテナはまだまだ寸法が大きいという
欠点を備えている。そして，理論的には，さらに，小形
化できる余地を残している。
術による誘電体アンテナはまだまだ寸法が大きいという
欠点を備えている。そして，理論的には，さらに，小形
化できる余地を残している。
【０００５】そこで，本発明の技術的課題は，さらに，
小型化された誘電体アンテナを提供することにある。
小型化された誘電体アンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，地板の
一面上に一面を接して配置された直方体状誘電体ブロッ
クの前記一面に対向する他面を金属箔で覆い，前記金属
箔と前記地板とを前記誘電体ブロックの一面に隣接する
一側面に設けた短絡箔で接続し，入力インピーダンスが
整合する位置で，前記地板の他面側又は前記地板上に形
成された励振手段によって励振するように構成したこと
を特徴とする誘電体アンテナが得られる。
一面上に一面を接して配置された直方体状誘電体ブロッ
クの前記一面に対向する他面を金属箔で覆い，前記金属
箔と前記地板とを前記誘電体ブロックの一面に隣接する
一側面に設けた短絡箔で接続し，入力インピーダンスが
整合する位置で，前記地板の他面側又は前記地板上に形
成された励振手段によって励振するように構成したこと
を特徴とする誘電体アンテナが得られる。
【０００７】また，本発明によれば，前記誘電体アンテ
ナにおいて，前記励振手段は，前記地板の他面側から励
振する同軸線路からなるか，又は前記地面板上に構成し
たマイクロストリップ線路，コプレーナ線路，及びスロ
ット線路の内の少なくとも一種からなることを特徴とす
る誘電体アンテナが得られる。
ナにおいて，前記励振手段は，前記地板の他面側から励
振する同軸線路からなるか，又は前記地面板上に構成し
たマイクロストリップ線路，コプレーナ線路，及びスロ
ット線路の内の少なくとも一種からなることを特徴とす
る誘電体アンテナが得られる。
【０００８】ここで，本発明の前記いずれかの誘電体ア
ンテナにおいて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロッ
クの一側面の幅に比べて広いこと，又は，前記誘電体ブ
ロックの一側面の幅に比べて等しいこと，又は狭いこと
が好ましい。
ンテナにおいて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロッ
クの一側面の幅に比べて広いこと，又は，前記誘電体ブ
ロックの一側面の幅に比べて等しいこと，又は狭いこと
が好ましい。
【０００９】さらに，本発明の前記誘電体アンテナにお
いて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロック一側面の
幅よりも狭い場合において，前記短絡箔は，前記誘電体
ブロックの一側面の中心から変位させても良い。
いて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロック一側面の
幅よりも狭い場合において，前記短絡箔は，前記誘電体
ブロックの一側面の中心から変位させても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１は，本発明の実施の形態による誘電体
アンテナの概略構造を示す斜視図である。本発明の実施
の形態による誘電体アンテナは，図１２に示す従来技術
による誘電体アンテナに電磁界理論における鏡像原理を
適用して小型化したものであり，従来技術によるアンテ
ナを２分割し，その一方に鏡像板を設けた構成を有して
いる。
アンテナの概略構造を示す斜視図である。本発明の実施
の形態による誘電体アンテナは，図１２に示す従来技術
による誘電体アンテナに電磁界理論における鏡像原理を
適用して小型化したものであり，従来技術によるアンテ
ナを２分割し，その一方に鏡像板を設けた構成を有して
いる。
【００１２】即ち，図１に示すように，誘電体アンテナ
は，地板１２上に，従来技術による直方体の誘電体ブロ
ック５１を２分割した誘電体ブロック１を置き，その上
面全体を金属箔１１で覆い，地板１２の裏面側から誘電
体ブロック１の内部に至る同軸線路１３を貫挿した構成
を有している。ここで，誘電体ブロック１の側壁には金
属箔からなる短絡箔２が設けられている。また，励振手
段をなす同軸線路１３の外側のシールド部分は，地板１
２の裏面と接触しており，芯線の先端部分は，誘電体ブ
ロック１の内部に至っており，金属箔１１には接触して
いない。この誘電体アンテナは，誘電体ブロック１の上
面に形成された金属箔１１と誘電体ブロック１内の同軸
線路１３の芯線の先端部分との間の距離を調節すること
によって，インピーダンスマッチングを行う。ここで，
金属箔１１及び短絡箔２は，金属属薄板で形成しても良
く，金属箔の接着，金属スパッタ膜による形成，導電体
ペーストの焼き付け，塗布，又は印刷等による形成，め
っき膜で形成しても良い。
は，地板１２上に，従来技術による直方体の誘電体ブロ
ック５１を２分割した誘電体ブロック１を置き，その上
面全体を金属箔１１で覆い，地板１２の裏面側から誘電
体ブロック１の内部に至る同軸線路１３を貫挿した構成
を有している。ここで，誘電体ブロック１の側壁には金
属箔からなる短絡箔２が設けられている。また，励振手
段をなす同軸線路１３の外側のシールド部分は，地板１
２の裏面と接触しており，芯線の先端部分は，誘電体ブ
ロック１の内部に至っており，金属箔１１には接触して
いない。この誘電体アンテナは，誘電体ブロック１の上
面に形成された金属箔１１と誘電体ブロック１内の同軸
線路１３の芯線の先端部分との間の距離を調節すること
によって，インピーダンスマッチングを行う。ここで，
金属箔１１及び短絡箔２は，金属属薄板で形成しても良
く，金属箔の接着，金属スパッタ膜による形成，導電体
ペーストの焼き付け，塗布，又は印刷等による形成，め
っき膜で形成しても良い。
【００１３】図２は図１の誘電体アンテナの第１の具体
例を示す斜視図である。図２に示すように，図１２に示
す従来技術によるアンテナの誘電体ブロック５１を２分
割して誘電体ブロック３とし，その一方の分割面に鏡像
板４を設けた構成を有している。このアンテナは，鏡像
の原理により電気的特性に関しては，図１２に示す従来
技術によるもの等価である。
例を示す斜視図である。図２に示すように，図１２に示
す従来技術によるアンテナの誘電体ブロック５１を２分
割して誘電体ブロック３とし，その一方の分割面に鏡像
板４を設けた構成を有している。このアンテナは，鏡像
の原理により電気的特性に関しては，図１２に示す従来
技術によるもの等価である。
【００１４】図３は図１の誘電体アンテナの第２の具体
例を示す斜視図である。図３に示すように，鏡像板の高
さは，図２のものよりも低く，誘電体ブロック５の高さ
まで低く形成されている。このように高さの低い鏡像板
を便宜上，アンテナ上面の金属箔１１と地板１２とを接
続する短絡箔６と呼ぶ。第２の具体例によれば，特性を
変えずして，図２の第１の具体例によるものよりも鏡像
板の高さを低く形成できるので，小形化にさらに適して
いる。
例を示す斜視図である。図３に示すように，鏡像板の高
さは，図２のものよりも低く，誘電体ブロック５の高さ
まで低く形成されている。このように高さの低い鏡像板
を便宜上，アンテナ上面の金属箔１１と地板１２とを接
続する短絡箔６と呼ぶ。第２の具体例によれば，特性を
変えずして，図２の第１の具体例によるものよりも鏡像
板の高さを低く形成できるので，小形化にさらに適して
いる。
【００１５】図４は図１の誘電体アンテナの第３の具体
例を示す斜視図である。図４に示すように，側面中央部
の短絡箔の幅を誘電体ブロック１の幅よりも狭くした幅
の狭い短絡箔７を形成すると，図３に示す第２の具体例
によるものよりも，アンテナの小形化に有効である。
例を示す斜視図である。図４に示すように，側面中央部
の短絡箔の幅を誘電体ブロック１の幅よりも狭くした幅
の狭い短絡箔７を形成すると，図３に示す第２の具体例
によるものよりも，アンテナの小形化に有効である。
【００１６】図４に示すものは，図２又は３に示すもの
よりも，鏡像の効果が弱まり，動作周波数は高くなるも
のと推測されうる。しかしながら，実際には後述するよ
うに，動作周波数は低くなっている。これは予想外のこ
とであり，小形アンテナの開発には極めて有利な現象で
あることが判明した。
よりも，鏡像の効果が弱まり，動作周波数は高くなるも
のと推測されうる。しかしながら，実際には後述するよ
うに，動作周波数は低くなっている。これは予想外のこ
とであり，小形アンテナの開発には極めて有利な現象で
あることが判明した。
【００１７】図５は図１の誘電体アンテナの第４の具体
例を示す斜視図である。図５に示すように，誘電体アン
テナは，図４に示す誘電体アンテナの偏波特性を変更す
るために，誘電体ブロック１の短絡箔の位置を変位する
ことによって形成された変位した短絡箔８としてある。
このように構成すると，放射波の偏波特性が変化する。
例を示す斜視図である。図５に示すように，誘電体アン
テナは，図４に示す誘電体アンテナの偏波特性を変更す
るために，誘電体ブロック１の短絡箔の位置を変位する
ことによって形成された変位した短絡箔８としてある。
このように構成すると，放射波の偏波特性が変化する。
【００１８】図３乃至５に示す誘電体アンテナを次のよ
うに製造した。
うに製造した。
【００１９】まず，上面の面積１０ｍｍ×１０ｍｍ，高
さ１２ｍｍ，比誘電率１０．２の誘電体ブロックを用い
てアンテナを構成し，第２乃至第４の具体例に示すよう
に，短絡箔の幅を変えながら動作周波数を測定した。そ
の結果を図６に示す。
さ１２ｍｍ，比誘電率１０．２の誘電体ブロックを用い
てアンテナを構成し，第２乃至第４の具体例に示すよう
に，短絡箔の幅を変えながら動作周波数を測定した。そ
の結果を図６に示す。
【００２０】図６を参照すると，短絡箔の幅が４０ｍｍ
より広い場合，動作周波数は，図１２に示すような従来
技術による誘電体ブロックの寸法が２倍の誘電体アンテ
ナの動作周波数に等しく，短絡箔は鏡像板として作用し
ていることがわかる。また，短絡箔の幅が４０ｍｍ以下
に狭くなると動作周波数が低くなる。これは興味ある現
象で，短絡箔の幅が３ｍｍになると動作周波数は１．９
ＧＨｚと携帯電話機の使用周波数に一致する。
より広い場合，動作周波数は，図１２に示すような従来
技術による誘電体ブロックの寸法が２倍の誘電体アンテ
ナの動作周波数に等しく，短絡箔は鏡像板として作用し
ていることがわかる。また，短絡箔の幅が４０ｍｍ以下
に狭くなると動作周波数が低くなる。これは興味ある現
象で，短絡箔の幅が３ｍｍになると動作周波数は１．９
ＧＨｚと携帯電話機の使用周波数に一致する。
【００２１】図７は短絡箔の幅に対してリターンロス１
０ｄＢのレベルで評価したアンテナの周波数帯域幅を示
す図である。図７に示すように，短絡箔の幅が３ｍｍの
とき，アンテナの周波数帯域幅は８０ＭＨｚ程度であ
る。短絡箔の幅が狭い場合，アンテナの動作周波数が低
くなり，アンテナの小形化には有利であるが，周波数帯
域幅が減少する。しかし，周波数帯域幅８０ＭＨｚは実
用上十分であり，その意味で，幅３ｍｍの短絡箔を附加
した誘電体アンテナの可能性は大きい。
０ｄＢのレベルで評価したアンテナの周波数帯域幅を示
す図である。図７に示すように，短絡箔の幅が３ｍｍの
とき，アンテナの周波数帯域幅は８０ＭＨｚ程度であ
る。短絡箔の幅が狭い場合，アンテナの動作周波数が低
くなり，アンテナの小形化には有利であるが，周波数帯
域幅が減少する。しかし，周波数帯域幅８０ＭＨｚは実
用上十分であり，その意味で，幅３ｍｍの短絡箔を附加
した誘電体アンテナの可能性は大きい。
【００２２】図８及び図９は本発明の実施の形態による
誘電体アンテナのＥ−面，Ｈ−面における主偏波，交差
偏波の放射パターンを示す図である。なお，Ｅ−面は給
電点と誘電体ブロックの中心を含む面であり，Ｈ−面は
それに直交する面である。
誘電体アンテナのＥ−面，Ｈ−面における主偏波，交差
偏波の放射パターンを示す図である。なお，Ｅ−面は給
電点と誘電体ブロックの中心を含む面であり，Ｈ−面は
それに直交する面である。
【００２３】図８主偏波（電界がＥ−面に平行）の放射
パターンであり，図９は交差偏波（電界がＨ−面に平
行）の放射パターンである。図８及び図９を参照する
と，図５に示すような第４の具体例に示すように，短絡
箔を中央部から変位すれば，放射波の偏波特性を制御で
きることが判明した。
パターンであり，図９は交差偏波（電界がＨ−面に平
行）の放射パターンである。図８及び図９を参照する
と，図５に示すような第４の具体例に示すように，短絡
箔を中央部から変位すれば，放射波の偏波特性を制御で
きることが判明した。
【００２４】図１０及び図１１は，幅５ｍｍの短絡箔を
誘電体ブロックの端まで変位させたアンテナの放射パタ
ーンを示す図である。図１０及び図１１に示すように，
図９のＨ−面パターンに見られた９０度方向の零点は消
えている。
誘電体ブロックの端まで変位させたアンテナの放射パタ
ーンを示す図である。図１０及び図１１に示すように，
図９のＨ−面パターンに見られた９０度方向の零点は消
えている。
【００２５】以上説明した本発明の実施の形態において
は，励振手段として同軸線路１３によるものを用いた
が，地板１２上に構成したマイクロストリップ線路，コ
プレーナ線路，及びスロット線路の内の１つ又はこれら
を組み合わせて用いても，同軸線路１３と同様に励振さ
せることが出来ることは明らかである。
は，励振手段として同軸線路１３によるものを用いた
が，地板１２上に構成したマイクロストリップ線路，コ
プレーナ線路，及びスロット線路の内の１つ又はこれら
を組み合わせて用いても，同軸線路１３と同様に励振さ
せることが出来ることは明らかである。
【００２６】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明に係る誘
電体アンテナは従来のものに比べて寸法を半減でき，偏
波を含む放射特性も携帯電話機に適したものとなる。
電体アンテナは従来のものに比べて寸法を半減でき，偏
波を含む放射特性も携帯電話機に適したものとなる。
【図１】本発明の実施の形態による誘電体アンテナの概
略構造を示す斜視図である。
略構造を示す斜視図である。
【図２】図１の誘電体アンテナの第１の具体例を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】図１の誘電体アンテナの第２の具体例を示す斜
視図であり，幅の広い短絡箔を附加した誘電体アンテナ
を示している。
視図であり，幅の広い短絡箔を附加した誘電体アンテナ
を示している。
【図４】図１の誘電体アンテナの第３の具体例を示す斜
視図であり，輻の狭い短絡箔を附加した誘電体アンテナ
を示している。
視図であり，輻の狭い短絡箔を附加した誘電体アンテナ
を示している。
【図５】図１の誘電体アンテナの第４の具体例を示す斜
視図であり，短絡箔を変位した誘電体アンテナを示して
いる。
視図であり，短絡箔を変位した誘電体アンテナを示して
いる。
【図６】本発明の実施の形態による誘電体アンテナの金
属箔の幅と動作周波数の関係を示す図である。
属箔の幅と動作周波数の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態による誘電体アンテナの金
属箔の輻と周波数帯域幅の関係を示す図である。
属箔の輻と周波数帯域幅の関係を示す図である。
【図８】図４の誘電体アンテナのＥ−面／Ｈ−面主偏波
放射パターンを示す図である。
放射パターンを示す図である。
【図９】図４の誘電体アンテナのＥ−面／Ｈ−面交差偏
波放射パターンを示す図である。
波放射パターンを示す図である。
【図１０】図５の誘電体アンテナに示すように，変位し
た短絡箔を附加した誘電体アンテナのＥ−面／Ｈ−面主
偏波放射パターンを示す図である。
た短絡箔を附加した誘電体アンテナのＥ−面／Ｈ−面主
偏波放射パターンを示す図である。
【図１１】図５の誘電体アンテナに示すように，変位し
た短絡箔を附加した誘電体アンテナのＥ−面／Ｈ−面交
差偏波放射パターンを示す図である。
た短絡箔を附加した誘電体アンテナのＥ−面／Ｈ−面交
差偏波放射パターンを示す図である。
【図１２】従来技術による誘電体アンテナを示す斜視図
である。
である。
１，３，５，５１ 誘電体ブロック ２ 短絡箔 ４ 鏡像板 ６ 幅の広い短絡箔 ７ 幅の狭い短絡箔 ８ 変位した短絡箔 １１ 金属箔 １２ 地板 １３ 同軸線路（ケーブル） ５０ 誘電体アンテナ
Claims (6)
- 【請求項１】 地板の一面上に一面を接して配置された
直方体状誘電体ブロックの前記一面に対向する他面を金
属箔で覆い，前記金属箔と前記地板とを前記誘電体ブロ
ックの一面に隣接する一側面に設けた短絡箔で接続し，
入力インピーダンスが整合する位置で，前記地板の他面
側又は前記地板上に形成された励振手段によって励振す
るように構成したことを特徴とする誘電体アンテナ。 - 【請求項２】 請求項１記載の誘電体アンテナにおい
て，前記励振手段は，前記地板の他面側から励振する同
軸線路からなるか，又は前記地面板上に構成したマイク
ロストリップ線路，コプレーナ線路，及びスロット線路
の内の少なくとも一種からなることを特徴とする誘電体
アンテナ。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の誘電体アンテナに
おいて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロックの一側
面の幅に比べて狭いことを特徴とする誘電体アンテナ。 - 【請求項４】 請求項３記載の誘電体アンテナにおい
て，前記短絡箔は，前記誘電体ブロックの一側面の中心
から変位していることを特徴とする誘電体アンテナ。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載の誘電体アンテナに
おいて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロックの一側
面の幅に比べて広いことを特徴とする誘電体アンテナ。 - 【請求項６】 請求項１又は２記載の誘電体アンテナに
おいて，前記短絡箔の幅は，前記誘電体ブロック一側面
の幅と等しいことを特徴とする誘電体アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP940497A JPH10209740A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 誘電体アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP940497A JPH10209740A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 誘電体アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209740A true JPH10209740A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11719490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP940497A Pending JPH10209740A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 誘電体アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209740A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476767B2 (en) | 2000-04-14 | 2002-11-05 | Hitachi Metals, Ltd. | Chip antenna element, antenna apparatus and communications apparatus comprising same |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP940497A patent/JPH10209740A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476767B2 (en) | 2000-04-14 | 2002-11-05 | Hitachi Metals, Ltd. | Chip antenna element, antenna apparatus and communications apparatus comprising same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050316 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050921 |