JPS6041881B2 - 帯域通過「ろ」波器 - Google Patents
帯域通過「ろ」波器Info
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- JPS6041881B2 JPS6041881B2 JP16442879A JP16442879A JPS6041881B2 JP S6041881 B2 JPS6041881 B2 JP S6041881B2 JP 16442879 A JP16442879 A JP 16442879A JP 16442879 A JP16442879 A JP 16442879A JP S6041881 B2 JPS6041881 B2 JP S6041881B2
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- JP
- Japan
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- coupling
- resonators
- line
- frequency
- resonator
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20363—Linear resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20381—Special shape resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/212—Frequency-selective devices, e.g. filters suppressing or attenuating harmonic frequencies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/08—Strip line resonators
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は良好なスプリアス抑圧効果を有する分布定数型
の帯域通過濾波器に関するものである。
の帯域通過濾波器に関するものである。
従来より高周波（ＶＨＦ帯〜５ＨＦ帯）帯の戸波器等に
利用されるＴＥＭモードの伝送線路型の共振器は、分布
定数１／２波長あるいは１／４波長線路を利用したもの
が多い。伝送線路としては同軸線路、ストリップ線路、
あるいはマイクロ・ストリップ線路が用いられるが、共
振周波数は線路の長さのみで決定され、線路インピーダ
ンスには関係しない。いま第１図に示すような長さｌの
両端開放型の線路を考える。
利用されるＴＥＭモードの伝送線路型の共振器は、分布
定数１／２波長あるいは１／４波長線路を利用したもの
が多い。伝送線路としては同軸線路、ストリップ線路、
あるいはマイクロ・ストリップ線路が用いられるが、共
振周波数は線路の長さのみで決定され、線路インピーダ
ンスには関係しない。いま第１図に示すような長さｌの
両端開放型の線路を考える。
この場合共振周波数ｆはｆ ■１（ｌ）
２π ｌ
（ここで、ｎ＝１、２、３・・・・・・ｖｇ■伝送線路
を伝搬する電磁波の速度） で与えられる。
を伝搬する電磁波の速度） で与えられる。
いま最も低い共振周波数をｆ。とし基本共振周波数とよ
ぶことにする。また共振周波数は上式で示される如く無
数に存在するが、基本共振周波数ちを除いた共振周波数
をスプリアス共振周波数とよび、最も低いスプリアス周
波数をｆｓ、、次に低いものをｆｓ。であられすものと
すると、ち＝−（」） ２π ｌ ｆｓ、＝−（」）＝万。
ぶことにする。また共振周波数は上式で示される如く無
数に存在するが、基本共振周波数ちを除いた共振周波数
をスプリアス共振周波数とよび、最も低いスプリアス周
波数をｆｓ、、次に低いものをｆｓ。であられすものと
すると、ち＝−（」） ２π ｌ ｆｓ、＝−（」）＝万。
２π ｌ
ｆｓ０＝−（ｊ）■３ｆｏ
２π ｌ
となる。
これはスプリアス共振が基本共振の整数倍のところで発
生することを示している。次にこのような一様線路を用
いて帯域通過濾波器ＢＰＦを構成する場合を考える。
生することを示している。次にこのような一様線路を用
いて帯域通過濾波器ＢＰＦを構成する場合を考える。
第２図に多段の容量結合型濾波器の例を示す。
図中２１、２２は入出力結合線路、２３〜２６は共振器
、２７〜３０は入出力および共振器間の間隙を示し、こ
の間隙容量でもつて入出力および段間の結合を実現して
帯域濾波器を構成している。共振器２３〜２６は第１図
の構造の共振器であるから、ｆｏ、２ｆｏ、３ｆｏで共
振を生ずるためフィルタとしての特性は第３図の如く基
本周波数ｆ。を中心とした応答のほかに、ｆｓ、（■
２ｆｏ）、ｆｓ２（＝３ｆ０）にもスプリアス応答を発
生することになる。こういう特性のフィルタを無線機の
送信フィルタとか発振器の出力フィルタとして用いると
、出力波の高調波成分を抑圧する効果はほとんどない。
このためこのような特性のフィルタを適用する場合は、
２ｆ０，３ｆ０に対する帯域阻止戸波器圧下を挿入した
り、ちを通過させ２ｆ０以上を減衰させる低域通過戸波
器ＬＰＦを挿入するなどの高調波抑圧フィルタが不可欠
となつている。また広帯域受信機やスペクトラムアナラ
イザに用いるフィルタは、希望信号のみ通過させ、他の
信号は十分に減衰させておく必要があるため、阻止域を
十分に広けておく要求がある。
、２７〜３０は入出力および共振器間の間隙を示し、こ
の間隙容量でもつて入出力および段間の結合を実現して
帯域濾波器を構成している。共振器２３〜２６は第１図
の構造の共振器であるから、ｆｏ、２ｆｏ、３ｆｏで共
振を生ずるためフィルタとしての特性は第３図の如く基
本周波数ｆ。を中心とした応答のほかに、ｆｓ、（■
２ｆｏ）、ｆｓ２（＝３ｆ０）にもスプリアス応答を発
生することになる。こういう特性のフィルタを無線機の
送信フィルタとか発振器の出力フィルタとして用いると
、出力波の高調波成分を抑圧する効果はほとんどない。
このためこのような特性のフィルタを適用する場合は、
２ｆ０，３ｆ０に対する帯域阻止戸波器圧下を挿入した
り、ちを通過させ２ｆ０以上を減衰させる低域通過戸波
器ＬＰＦを挿入するなどの高調波抑圧フィルタが不可欠
となつている。また広帯域受信機やスペクトラムアナラ
イザに用いるフィルタは、希望信号のみ通過させ、他の
信号は十分に減衰させておく必要があるため、阻止域を
十分に広けておく要求がある。
このような要求に対しても第３図の特性を有するフィル
タは問題がある。本発明は、一様線路共振器を用いたＢ
ＰＦのこのような欠点をなくし、阻止域が広くかつ高調
波抑圧効果の大きい特性を持つ、帯域通過戸波器を堤供
せんとするものである。
タは問題がある。本発明は、一様線路共振器を用いたＢ
ＰＦのこのような欠点をなくし、阻止域が広くかつ高調
波抑圧効果の大きい特性を持つ、帯域通過戸波器を堤供
せんとするものである。
以下、本発明の基本的考えを説明する。
第４図、第５図に本発明で用いる共振器の例を示す。
同図に示すように、共振器のインピーダンスは一様でな
く、共振器の中央部４３および５３の線路インピーダン
スを４、線路の両端４１，４２および５１，５２のそれ
を乙とした構造となつている。以下このような共振器を
ＳＩＲ（ＳｔｅｐｐｅｄＩｍｐｅｄａｎｃｅＲｅｓＯｎ
ａｔＯｒ）と略す。共振器を対称構造とし、乙の部分の
電気長を０１，乙の部分の線路長を０２とするとき、Ｓ
ＩＲの開放端よりみたアドミタンスＹｉは、（ただし、 Ｋ＝？：インピーダンス比） で与えられる。
く、共振器の中央部４３および５３の線路インピーダン
スを４、線路の両端４１，４２および５１，５２のそれ
を乙とした構造となつている。以下このような共振器を
ＳＩＲ（ＳｔｅｐｐｅｄＩｍｐｅｄａｎｃｅＲｅｓＯｎ
ａｔＯｒ）と略す。共振器を対称構造とし、乙の部分の
電気長を０１，乙の部分の線路長を０２とするとき、Ｓ
ＩＲの開放端よりみたアドミタンスＹｉは、（ただし、 Ｋ＝？：インピーダンス比） で与えられる。
通常の設計では設計式を簡略化し、設計の見通しをよく
するために０１＝０２＝θに選ぶことが望ましい。この
場合Ｙｉはとなる。
するために０１＝０２＝θに選ぶことが望ましい。この
場合Ｙｉはとなる。
共振条件はＹｉ＝０で与えられるから、共振条件を満す
θを小さい順０。，０１，０２とすると、（θｏは基本
共振周波数ちに対応し、０１，θ２はスプリアス共振周
波数ＦＳｌ，ｆＳ２に対応する。
θを小さい順０。，０１，０２とすると、（θｏは基本
共振周波数ちに対応し、０１，θ２はスプリアス共振周
波数ＦＳｌ，ｆＳ２に対応する。
）０とｆは比例するからＦＳｌ，ｆＳ２はとなる。
以上よりＳＩＲの共振条件はインピーダンス比Ｋで定ま
りスプリアス周波数もＫの値で変化することがわかる。
りスプリアス周波数もＫの値で変化することがわかる。
第６図にＫに対する共振周波数を示す。Ｋ＝１は一様線
路の場合を示すが、共振周波数はＦ。，２ｆＯ（＝Ｆｓ
ｌ），３ｆ０（＝Ｆｓ２）となることがわかる。Ｋ＝０
．５に選ぶとＦ。，２．５５ｆＯ（＝Ｆｓｌ），４．１
０ｆ０（＝Ｆｓ２）になることが容易に求められる。こ
のようにＫを１以上または１以下に選ぶことでスプリア
ス周波数を基本周波数の整数倍でないところに設定する
ことが可能となる。
路の場合を示すが、共振周波数はＦ。，２ｆＯ（＝Ｆｓ
ｌ），３ｆ０（＝Ｆｓ２）となることがわかる。Ｋ＝０
．５に選ぶとＦ。，２．５５ｆＯ（＝Ｆｓｌ），４．１
０ｆ０（＝Ｆｓ２）になることが容易に求められる。こ
のようにＫを１以上または１以下に選ぶことでスプリア
ス周波数を基本周波数の整数倍でないところに設定する
ことが可能となる。
前述した如く、送信機や発振器の出力フィルタに適用す
る場合に、Ｋ半１なる同一形状のＳＩＲの共振器を用い
るとスプリアス応答が基本周波数の整数倍で発生しない
から高調波抑圧効果は期待できる。
る場合に、Ｋ半１なる同一形状のＳＩＲの共振器を用い
るとスプリアス応答が基本周波数の整数倍で発生しない
から高調波抑圧効果は期待できる。
ただし、フィルタのスプリアス応答は低減されているわ
けではなく阻止域特性はＫく１の場合でも改善は少ない
。本発明の第１の基本は第４図あるいは第５図のＳＩＲ
により、基本共振周波数は同一に設計しても、インピー
ダンス比Ｋを変える（即ち共振器形一状を変える）こと
で、スプリアス共振周波数を任意に設定できる特性を利
用してＫの異なる共振器を組合せることによりＢＰＦを
構成し阻止域特性を改善しようとするものである。
けではなく阻止域特性はＫく１の場合でも改善は少ない
。本発明の第１の基本は第４図あるいは第５図のＳＩＲ
により、基本共振周波数は同一に設計しても、インピー
ダンス比Ｋを変える（即ち共振器形一状を変える）こと
で、スプリアス共振周波数を任意に設定できる特性を利
用してＫの異なる共振器を組合せることによりＢＰＦを
構成し阻止域特性を改善しようとするものである。
第７図は本発明に用いる４段の容量結合ＢＰＦの例を示
す。
す。
７１，７２は入出力結合線路を示し、７３〜７６は伝送
線路両端開放型共振器を示している。
線路両端開放型共振器を示している。
この例では７３，７６は一様線路共振器を用い、７４，
７５にＫく１に選んだＳＩＲを利用しているが、この組
合には形状の異なる共振器を２つ以上組合せればよい。
（ただし基本共振周波数は同一でなければならない。）
従つて４つともＫの異なるＳＩＲを用いてもよいし、そ
の内３つが同一で他の１つのみが異なるものでもよい。
またＳＩＲの形状もこの例に限定されない。このように
基本共振周波数！は一致しても、スプリアス共振周波数
が一致しない共振器からなるＢＰＦの周波数応答は第８
図の如くなる。
７５にＫく１に選んだＳＩＲを利用しているが、この組
合には形状の異なる共振器を２つ以上組合せればよい。
（ただし基本共振周波数は同一でなければならない。）
従つて４つともＫの異なるＳＩＲを用いてもよいし、そ
の内３つが同一で他の１つのみが異なるものでもよい。
またＳＩＲの形状もこの例に限定されない。このように
基本共振周波数！は一致しても、スプリアス共振周波数
が一致しない共振器からなるＢＰＦの周波数応答は第８
図の如くなる。
第８図は第７図のＢＰＦの応答の例である。
共振器７３，７６をＫ＝１（一様線路）、共振器７４，
７５をＫ＝０．５に選ぶと、すべての共振器の共振周波
数が一致するのはちのみである。したがつてちを中心と
して第８図で示すようなりＰＦ特性が得られる。スプリ
アス共振は、共振器７３，７６は２ｆ０，３ｆ０１共振
器７４，７５は２．５５ｆ０，４．１０ｆ０に生じこれ
らの共振周波数が一致しないため、第８図に示すような
応答となる。第８図と第３図を比較すると阻止域特性の
大巾な改善がわかる。しかし、鋳等に対しては、まだス
プリアス共振が生じている。そこで次に、本発明の第２
の基本的考えを説明する。一般に分布結合回路は、第１
０図ａに示す如く、奇偶モードのインピーダンスＺ。
７５をＫ＝０．５に選ぶと、すべての共振器の共振周波
数が一致するのはちのみである。したがつてちを中心と
して第８図で示すようなりＰＦ特性が得られる。スプリ
アス共振は、共振器７３，７６は２ｆ０，３ｆ０１共振
器７４，７５は２．５５ｆ０，４．１０ｆ０に生じこれ
らの共振周波数が一致しないため、第８図に示すような
応答となる。第８図と第３図を比較すると阻止域特性の
大巾な改善がわかる。しかし、鋳等に対しては、まだス
プリアス共振が生じている。そこで次に、本発明の第２
の基本的考えを説明する。一般に分布結合回路は、第１
０図ａに示す如く、奇偶モードのインピーダンスＺ。
ｅ，ＺＯＯおよび結合角θであられすことができる。こ
の等価回路は第１０図ｂに示すように、電気長０、イン
ピーダンス４をもつ２つの単一線路１０２，１０３及び
結合量をあられすインバータ１０４に分離して表現でき
る。従つて、このことにより結合回路と共振器は独立し
て設計できることが分る。しかし、現実的には結合回路
も周波数特性をもつた．め、分布結合を用いる場合、こ
の特性を積極的に利用してスプリアス抑圧効果（スプリ
アス応答）を高めることができる。すなわち、分布結合
回路では結合角が１８０度のとき結合が生じない特性を
有するため、入出力結合を９０度結合されると、２ｆ０
，４ｆ０，６ｆ０・・・・・・で結合角がｎπとなるた
め、結合が生じない。以上、上述した２つの基本的考え
を考慮して、本発明の一実施例について説明する。
の等価回路は第１０図ｂに示すように、電気長０、イン
ピーダンス４をもつ２つの単一線路１０２，１０３及び
結合量をあられすインバータ１０４に分離して表現でき
る。従つて、このことにより結合回路と共振器は独立し
て設計できることが分る。しかし、現実的には結合回路
も周波数特性をもつた．め、分布結合を用いる場合、こ
の特性を積極的に利用してスプリアス抑圧効果（スプリ
アス応答）を高めることができる。すなわち、分布結合
回路では結合角が１８０度のとき結合が生じない特性を
有するため、入出力結合を９０度結合されると、２ｆ０
，４ｆ０，６ｆ０・・・・・・で結合角がｎπとなるた
め、結合が生じない。以上、上述した２つの基本的考え
を考慮して、本発明の一実施例について説明する。
第９図は本発明の一実施例における帯域通過戸・波器の
平面図である。
平面図である。
第９図において、９１，９２は９０度の入出力結合がな
されている入出力結合線路、９３，９６は第７図の７３
，７６に対応する共振器、９４，９５は第７図の７４，
７５に対応する共振器である。
されている入出力結合線路、９３，９６は第７図の７３
，７６に対応する共振器、９４，９５は第７図の７４，
７５に対応する共振器である。
第９図の構成によれば、第７図の構成に比し、９０度の
入出力結合がなされているため、第８図の特性よりもさ
らに阻止域特性の向上がなされる。
入出力結合がなされているため、第８図の特性よりもさ
らに阻止域特性の向上がなされる。
また第７図の例では結合は共振器先端のギャップ・容量
を利用したものであるが、通過域帯域が広く結合が強く
なるとギャップ容量ではＢＰＦが構成できなくなる。こ
のような場合には、とりわけ第９図のように共振器を平
行に配置した分布結合で実現できる。以上のように本発
明は２個以上の共振器で構成された多段の帯域通過戸波
器において、基本共振周波数が等しく、スプリア又共振
周波数が異なる二種類以上の共振器を利用し、さらには
入出力結合を９０度とすることにより、スプリアス応答
を抑圧したもので、本発明によるＢＰＦは、阻止域特性
の大巾な改善が実現できるものであり、送信出力フィル
タ、発振器出力フィルタあるいは広帯域受信機の入力フ
ィルタに適用して装置の特性改善が期待できるきわめて
実用性の高いものである。
を利用したものであるが、通過域帯域が広く結合が強く
なるとギャップ容量ではＢＰＦが構成できなくなる。こ
のような場合には、とりわけ第９図のように共振器を平
行に配置した分布結合で実現できる。以上のように本発
明は２個以上の共振器で構成された多段の帯域通過戸波
器において、基本共振周波数が等しく、スプリア又共振
周波数が異なる二種類以上の共振器を利用し、さらには
入出力結合を９０度とすることにより、スプリアス応答
を抑圧したもので、本発明によるＢＰＦは、阻止域特性
の大巾な改善が実現できるものであり、送信出力フィル
タ、発振器出力フィルタあるいは広帯域受信機の入力フ
ィルタに適用して装置の特性改善が期待できるきわめて
実用性の高いものである。
第１図は両端開放型一様線路共振器を示す平面図、第２
図は一様線路を用いた従来の帯域通過戸波器の平面図、
第３図は第２図に示す帯域通過戸波器の特性を示す図、
第４図及び第５図は本発明で用いるＳＩＲを示す平面図
、第６図はインピーダンス比Ｋと共振周波数との関係を
示す図、第７図は本発明で用いる帯域通過洒波器の平面
図、第８図は第７図に示した帯域通過泊波器の特性図、
第９図は本発明の一実施例における帯域通過沖波器の平
面図、第１０図は本発明の基本的な考えを説明する等価
回路図である。 ７１，９１，１０１・・・・・・入力結合線路、７２，
９２，１０２・・・・・・出力結合線路、７３，７６，
９３，９６，１０３，１０６・・・・・・一様線路共振
器、７４，７５，９４，９５・・・・・・ＳＩＲｌｌＯ
４，ｌＯ５・・・・・・テーパ線路共振器。
図は一様線路を用いた従来の帯域通過戸波器の平面図、
第３図は第２図に示す帯域通過戸波器の特性を示す図、
第４図及び第５図は本発明で用いるＳＩＲを示す平面図
、第６図はインピーダンス比Ｋと共振周波数との関係を
示す図、第７図は本発明で用いる帯域通過洒波器の平面
図、第８図は第７図に示した帯域通過泊波器の特性図、
第９図は本発明の一実施例における帯域通過沖波器の平
面図、第１０図は本発明の基本的な考えを説明する等価
回路図である。 ７１，９１，１０１・・・・・・入力結合線路、７２，
９２，１０２・・・・・・出力結合線路、７３，７６，
９３，９６，１０３，１０６・・・・・・一様線路共振
器、７４，７５，９４，９５・・・・・・ＳＩＲｌｌＯ
４，ｌＯ５・・・・・・テーパ線路共振器。
Claims (1)
- １ 少なくとも形状の異なるＴＥＭ線路共振器を１個有
し、基本周波数が等しい複数のＴＥＭ線路共振器の一部
が互いに平行に設けられることにより分布結合がなされ
て構成される多段線路共振器と、前記多段線路共振器の
入出力部におけるＴＥＭ線路共振器に対して平行に設け
、前記多段線路共振器の入出力部との結合電気長が９０
度となつている入出力結合線路とを具備する帯域通過濾
波器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16442879A JPS6041881B2 (ja) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | 帯域通過「ろ」波器 |
| US06/201,541 US4371853A (en) | 1979-10-30 | 1980-10-29 | Strip-line resonator and a band pass filter having the same |
| CA000363582A CA1160700A (en) | 1979-10-30 | 1980-10-30 | Strip-line resonator and a band pass filter having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16442879A JPS6041881B2 (ja) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | 帯域通過「ろ」波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5686501A JPS5686501A (en) | 1981-07-14 |
| JPS6041881B2 true JPS6041881B2 (ja) | 1985-09-19 |
Family
ID=15792957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16442879A Expired JPS6041881B2 (ja) | 1979-10-30 | 1979-12-17 | 帯域通過「ろ」波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041881B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345194Y2 (ja) * | 1985-10-15 | 1991-09-24 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280101A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Murata Mfg Co Ltd | 分布定数形フイルタ |
| JP2797709B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1998-09-17 | 日本電気株式会社 | 逓倍装置 |
| CN101341627A (zh) * | 2006-08-02 | 2009-01-07 | 株式会社村田制作所 | 滤波元件及滤波元件的制造方法 |
| FR2971629A1 (fr) * | 2011-02-10 | 2012-08-17 | Thales Sa | Filtre radiofrequences reglable en technologie coplanaire et procede de reglage du filtre |
-
1979
- 1979-12-17 JP JP16442879A patent/JPS6041881B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345194Y2 (ja) * | 1985-10-15 | 1991-09-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5686501A (en) | 1981-07-14 |
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