JPS6211042Y2 - - Google Patents
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- JPS6211042Y2 JPS6211042Y2 JP1978139043U JP13904378U JPS6211042Y2 JP S6211042 Y2 JPS6211042 Y2 JP S6211042Y2 JP 1978139043 U JP1978139043 U JP 1978139043U JP 13904378 U JP13904378 U JP 13904378U JP S6211042 Y2 JPS6211042 Y2 JP S6211042Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sleeve
- frequency
- coaxial tube
- antenna
- wavelength
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
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- Details Of Aerials (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、VHF帯、UHF帯の移動無線等に用
いられる無指向性の同軸形アンテナ装置に関し、
特に低周波から高周波に及ぶ広帯域の周波数に適
応し得るようにした広帯域アンテナ装置に関する
ものである。
いられる無指向性の同軸形アンテナ装置に関し、
特に低周波から高周波に及ぶ広帯域の周波数に適
応し得るようにした広帯域アンテナ装置に関する
ものである。
従来この種のアンテナ装置としてスリーブアン
テナが知られており、このアンテナは第１図に示
されるように、同軸管１の内部導体からなるアン
テナ素子１ａが所定の長さ引伸ばされ、その同軸
管１の外側に被ぶせたスリーブ２のアンテナ素子
側端部を同軸管１の外部導体１ｂに短絡すべく接
続して構成されるもので、アンテナ素子１ａとス
リーブ２の長さが共に使用周波数の略λ／４にな
るように設定されている。
テナが知られており、このアンテナは第１図に示
されるように、同軸管１の内部導体からなるアン
テナ素子１ａが所定の長さ引伸ばされ、その同軸
管１の外側に被ぶせたスリーブ２のアンテナ素子
側端部を同軸管１の外部導体１ｂに短絡すべく接
続して構成されるもので、アンテナ素子１ａとス
リーブ２の長さが共に使用周波数の略λ／４にな
るように設定されている。
このようなスリーブアンテナではスリーブ２と
同軸管外部導体１ｂは、スリーブ２のアンテナ素
子と反対側端部からみれば長さλ／４で先端が短
絡されている線路と考えられるので、その入力イ
ンピーダンスは無限大になり、同軸管外部導体１
ｂには電流が流れず、スリーブ２がアンテナ素子
の一部として働くようになるのである。従つて単
一周波数の狭帯域でのみ成立し、周波数が若干変
つただけでもはや高インピーダンスを呈しなくな
り、VSWRが悪化すると共に利得も下るので、ア
ンテナ素子１ａとスリーブ２の長さを変えなけれ
ばならず、広帯域で使用することができない。
同軸管外部導体１ｂは、スリーブ２のアンテナ素
子と反対側端部からみれば長さλ／４で先端が短
絡されている線路と考えられるので、その入力イ
ンピーダンスは無限大になり、同軸管外部導体１
ｂには電流が流れず、スリーブ２がアンテナ素子
の一部として働くようになるのである。従つて単
一周波数の狭帯域でのみ成立し、周波数が若干変
つただけでもはや高インピーダンスを呈しなくな
り、VSWRが悪化すると共に利得も下るので、ア
ンテナ素子１ａとスリーブ２の長さを変えなけれ
ばならず、広帯域で使用することができない。
またスリーブアンテナにおいてアンテナ素子１
ａを太くすると広帯域性を発揮することが知られ
ているが、物理的に限界がある。即ち、例えば自
動車等の移動体に取付けるものでは風圧等の問題
を生じ、且つ通常の伸縮収納式では構造が難しく
なり、更に車体との形状的なマツチングが悪くな
るので、実際的には細くせざるを得ず、広帯域性
を備えることができない。
ａを太くすると広帯域性を発揮することが知られ
ているが、物理的に限界がある。即ち、例えば自
動車等の移動体に取付けるものでは風圧等の問題
を生じ、且つ通常の伸縮収納式では構造が難しく
なり、更に車体との形状的なマツチングが悪くな
るので、実際的には細くせざるを得ず、広帯域性
を備えることができない。
一方、このようなスリーブアンテナ装置におい
てはシユペルトツプが取付けられることがある。
このシユペルトツプは第２図において符号２′で
示されるように、同軸管１の所定の個所において
その外部導体１ｂの外側にアンテナ素子１ａと反
対側端部を短絡して同心的に配置される。そして
シユペルトツプ２′の長さを上記スリーブ２の場
合と同様に使用周波数のλ／４にすることで、短
絡側と反対から見たインピーダンスを無限大に
し、アンテナ平衡側と同軸管不平衡側の接続の際
の不平衡分の電流が外部導体１ｂ表面に流れるの
を阻止するようになつている。ところで、このこ
とは上記スリーブの場合と同様に広帯域性が無い
ことを示しており、周波数が少しでも変化すると
インピーダンスは急に下つて同軸管の外部導体側
に電流が流れ、ボデイエフエク等に対してVSWR
が不安定になつて種々変化し、外被電流により不
要放射を生じる。
てはシユペルトツプが取付けられることがある。
このシユペルトツプは第２図において符号２′で
示されるように、同軸管１の所定の個所において
その外部導体１ｂの外側にアンテナ素子１ａと反
対側端部を短絡して同心的に配置される。そして
シユペルトツプ２′の長さを上記スリーブ２の場
合と同様に使用周波数のλ／４にすることで、短
絡側と反対から見たインピーダンスを無限大に
し、アンテナ平衡側と同軸管不平衡側の接続の際
の不平衡分の電流が外部導体１ｂ表面に流れるの
を阻止するようになつている。ところで、このこ
とは上記スリーブの場合と同様に広帯域性が無い
ことを示しており、周波数が少しでも変化すると
インピーダンスは急に下つて同軸管の外部導体側
に電流が流れ、ボデイエフエク等に対してVSWR
が不安定になつて種々変化し、外被電流により不
要放射を生じる。
そこで広帯域に適応するため、第３図に示され
るように長さの異なるシユペルトツプ３′，４′，
５′を同軸管１に沿つて複数段直列に接続配置し
たものがあるが、長さ方向の寸法が非常に長くな
つて実用出来にくく、同軸線上で用いているとき
はぶらぶらして測定誤差を生じ易い等の問題があ
る。
るように長さの異なるシユペルトツプ３′，４′，
５′を同軸管１に沿つて複数段直列に接続配置し
たものがあるが、長さ方向の寸法が非常に長くな
つて実用出来にくく、同軸線上で用いているとき
はぶらぶらして測定誤差を生じ易い等の問題があ
る。
本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、低域、中域及び高域の各周波数帯域に対応
した複数個のスリーブまたはシユペルトツプの筒
体を、同軸管外側に同心的に配置して径方向に重
合することで、構造を小型化して広帯域に適応し
た広帯域アンテナ装置を提供するものである。
ので、低域、中域及び高域の各周波数帯域に対応
した複数個のスリーブまたはシユペルトツプの筒
体を、同軸管外側に同心的に配置して径方向に重
合することで、構造を小型化して広帯域に適応し
た広帯域アンテナ装置を提供するものである。
以下、図面を参照して本考案の一実施例を具体
的に説明する。まず、第４図と第５図により本考
案をスリーブアンテナに適用した場合について説
明すると、図において符号１は第１図と同様の同
軸管であり、この内部導体からなるアンテナ素子
１ａが、使用周波数帯域の中心周波数Mの波長
λMの略1/4だけ引伸ばされている。また同軸管１
の外側には、使用周波数帯域が低域、中域、高域
の３つの帯域である点に対応して３個のスリーブ
３，４，５が同心的に嵌合して配置されている。
これらの３個のスリーブ３ないし５において、最
も内側のスリーブ３は低域のもので最も長くて薄
い筒状をなし、その長さは低周波数Lの波長λL
の略1/4である。また逆に最も外側のスリーブ５
は高域のもので最も短かくて厚い筒状をなし、そ
の長さは高周波数Hの波長λHの略1/4である。
更にスリーブ４は中域のもので上記スリーブ３，
５の中間の大きさをなし、その長さは中間周波数
Mの波長λMの略1/4である。そしてこれらの３
個のスリーブ３ないし５のアンテナ素子側端部が
共に同軸管１の外部導体１ｂの端部でそこに電気
的に短絡すべく接続されている。
的に説明する。まず、第４図と第５図により本考
案をスリーブアンテナに適用した場合について説
明すると、図において符号１は第１図と同様の同
軸管であり、この内部導体からなるアンテナ素子
１ａが、使用周波数帯域の中心周波数Mの波長
λMの略1/4だけ引伸ばされている。また同軸管１
の外側には、使用周波数帯域が低域、中域、高域
の３つの帯域である点に対応して３個のスリーブ
３，４，５が同心的に嵌合して配置されている。
これらの３個のスリーブ３ないし５において、最
も内側のスリーブ３は低域のもので最も長くて薄
い筒状をなし、その長さは低周波数Lの波長λL
の略1/4である。また逆に最も外側のスリーブ５
は高域のもので最も短かくて厚い筒状をなし、そ
の長さは高周波数Hの波長λHの略1/4である。
更にスリーブ４は中域のもので上記スリーブ３，
５の中間の大きさをなし、その長さは中間周波数
Mの波長λMの略1/4である。そしてこれらの３
個のスリーブ３ないし５のアンテナ素子側端部が
共に同軸管１の外部導体１ｂの端部でそこに電気
的に短絡すべく接続されている。
尚、実際の構造では第５図に示されるように、
同軸管１の外部導体１ｂの端部に金属製のシヨー
トリング６を装着して、そこにスリーブ３ないし
５の端部をねじ止め、半田付け、ろう付け等によ
り固着すれば良い。シヨートリング６は金属以外
でも誘電体であれば良く、上記スリーブ３ないし
５も金属製のパイプ以外に、インシユレータパイ
プ、金属編み線を用いることができる。
同軸管１の外部導体１ｂの端部に金属製のシヨー
トリング６を装着して、そこにスリーブ３ないし
５の端部をねじ止め、半田付け、ろう付け等によ
り固着すれば良い。シヨートリング６は金属以外
でも誘電体であれば良く、上記スリーブ３ないし
５も金属製のパイプ以外に、インシユレータパイ
プ、金属編み線を用いることができる。
このように構成されることで、各スリーブ３な
いし５がそれぞれ低域、中域、高域のアンテナ素
子の一部として働き、各帯域の周波数を送受信す
ることができるのであるが、このことについて以
下に数式を用いて詳細に説明する。
いし５がそれぞれ低域、中域、高域のアンテナ素
子の一部として働き、各帯域の周波数を送受信す
ることができるのであるが、このことについて以
下に数式を用いて詳細に説明する。
まず使用する高周波数Hを877.5MHzとする
と、波長λHは３×105／877.5で、1/4波長λH／
４は３×105／877.5×４になり、中間周波数、即
ち使用周波数帯域の中心周波数Mを857.5MHzと
すると、波長λMは３×105／857.5で、1/4波長λ
M／４は３×105／857.5×４になり、低周波数L
を837.5MHzとすると、波長λLは３×105／837.5
で、1/4波長λL／４は３×105／837.5×４にな
る。各スリーブ３ないし５の特性インピーダンス
Zoを10Ωとし、各スリーブ３ないし５の開口側
のインピーダンスをZi３，Zi４，Zi５とする。
と、波長λHは３×105／877.5で、1/4波長λH／
４は３×105／877.5×４になり、中間周波数、即
ち使用周波数帯域の中心周波数Mを857.5MHzと
すると、波長λMは３×105／857.5で、1/4波長λ
M／４は３×105／857.5×４になり、低周波数L
を837.5MHzとすると、波長λLは３×105／837.5
で、1/4波長λL／４は３×105／837.5×４にな
る。各スリーブ３ないし５の特性インピーダンス
Zoを10Ωとし、各スリーブ３ないし５の開口側
のインピーダンスをZi３，Zi４，Zi５とする。
そこで最も外側の高域のスリーブ５については
その長さが使用する高周波数Hに対して1/4波長
になつているから、インピーダンスZi５が無限大
であり、これによりスリーブ５は高周波数Hで
共振する。しかるに、中間周波数Mに対してス
リーブ５は共振を外れ、このときのインピーダン
スはZi５（ｆM）＝jZotanβｌ＝jZotan（２π／λ・ λＨ／４・４／λＭ）＝j279.1Ω。また低周波数Lに
対して もスリーブ５は共振を外れており、インピーダン
スはZi５（ｆL）＝j139Ωであり、共に無限大にな
らない。従つて、スリーブ５は高周波数Hに対
してのみ無限大のインピーダンスを呈するため、
その高周波数の電流は同軸管外部導体１ｂに流れ
ず、中、低周波数M、ｆLの電流のみが流れ込
む。
その長さが使用する高周波数Hに対して1/4波長
になつているから、インピーダンスZi５が無限大
であり、これによりスリーブ５は高周波数Hで
共振する。しかるに、中間周波数Mに対してス
リーブ５は共振を外れ、このときのインピーダン
スはZi５（ｆM）＝jZotanβｌ＝jZotan（２π／λ・ λＨ／４・４／λＭ）＝j279.1Ω。また低周波数Lに
対して もスリーブ５は共振を外れており、インピーダン
スはZi５（ｆL）＝j139Ωであり、共に無限大にな
らない。従つて、スリーブ５は高周波数Hに対
してのみ無限大のインピーダンスを呈するため、
その高周波数の電流は同軸管外部導体１ｂに流れ
ず、中、低周波数M、ｆLの電流のみが流れ込
む。
中間の中域スリーブ４については、その長さが
中間周波数Mに対して1/4波長であるからインピ
ーダンスZi４は無限大になり、中間周波数Mで
共振する。しかるに低周波数Lに対してはイン
ピーダンスZi４（ｆL）＝j273Ωであり、無限大に
はならない。従つてスリーブ４は中間周波数M
に共振してその電流は同軸管外部導体１ｂには流
れないが低周波数Lの電流は流れ込もうとす
る。更に最も内側の低域のスリーブ３について
は、その長さが低周波数Lについて1/4波長にな
つているからインピーダンスZi３は無限大にな
り、低周波数Lの電流は同軸管外部導体１ｂに
は流れない。こうして各スリーブ３ないし５は各
周波数H、ｆM、ｆLに対して高インピーダンス
を呈することによりそれぞれ共振状態となり、そ
れらの各電流は全体として同軸管外部導体１ｂに
は流れ込まない。
中間周波数Mに対して1/4波長であるからインピ
ーダンスZi４は無限大になり、中間周波数Mで
共振する。しかるに低周波数Lに対してはイン
ピーダンスZi４（ｆL）＝j273Ωであり、無限大に
はならない。従つてスリーブ４は中間周波数M
に共振してその電流は同軸管外部導体１ｂには流
れないが低周波数Lの電流は流れ込もうとす
る。更に最も内側の低域のスリーブ３について
は、その長さが低周波数Lについて1/4波長にな
つているからインピーダンスZi３は無限大にな
り、低周波数Lの電流は同軸管外部導体１ｂに
は流れない。こうして各スリーブ３ないし５は各
周波数H、ｆM、ｆLに対して高インピーダンス
を呈することによりそれぞれ共振状態となり、そ
れらの各電流は全体として同軸管外部導体１ｂに
は流れ込まない。
次いで第６図により、本考案をシユペルトツプ
付アンテナに適用した場合について説明すると、
上記スリーブ同様に使用周波数帯域の例えば低、
中、高の３つの帯域に対応した所定の長さと厚さ
を有するシユペルトツプ３′ないし５′が、同軸管
１の１ケ所でその外側に同心的に配置され、これ
らのシユペルトツプ３′ないし５′のアンテナ素子
１ａと反対側の端部がシヨートリング６等で外部
導体１ｂにまとめて接続されるのである。
付アンテナに適用した場合について説明すると、
上記スリーブ同様に使用周波数帯域の例えば低、
中、高の３つの帯域に対応した所定の長さと厚さ
を有するシユペルトツプ３′ないし５′が、同軸管
１の１ケ所でその外側に同心的に配置され、これ
らのシユペルトツプ３′ないし５′のアンテナ素子
１ａと反対側の端部がシヨートリング６等で外部
導体１ｂにまとめて接続されるのである。
このように構成されることで、シユペルトツプ
３′は低周波数Lに対して1/4波長でその開口側
インピーダンスZi３が無限大になるためシユペル
トツプとして作用し、中間及び高周波数M、ｆH
に対しては作用しない。同様にしてシユペルトツ
プ４′は中間周波数Mに対し、シユペルトツプ
５′は高周波数Hに対してのみそれぞれ作用する
ようになる。これにより、同軸管１に各周波数
L、ｆM、ｆHの電流が流れ込んだとしても、低周
波数L成分の電流はシユペルトツプ３′で阻止さ
れ、中間周波数M成分の電流はシユペルトツプ
４′で阻止され、高周波数H成分の電流はシユペ
ルトツプ５′で阻止されて、外部導体１ｂ表面上
で送受信器側には流れなくなる。
３′は低周波数Lに対して1/4波長でその開口側
インピーダンスZi３が無限大になるためシユペル
トツプとして作用し、中間及び高周波数M、ｆH
に対しては作用しない。同様にしてシユペルトツ
プ４′は中間周波数Mに対し、シユペルトツプ
５′は高周波数Hに対してのみそれぞれ作用する
ようになる。これにより、同軸管１に各周波数
L、ｆM、ｆHの電流が流れ込んだとしても、低周
波数L成分の電流はシユペルトツプ３′で阻止さ
れ、中間周波数M成分の電流はシユペルトツプ
４′で阻止され、高周波数H成分の電流はシユペ
ルトツプ５′で阻止されて、外部導体１ｂ表面上
で送受信器側には流れなくなる。
第７図にスリーブアンテナにシユペルトツプを
組合わせた場合が示されており、同軸管１のアン
テナ素子１ａの側の端部に３つのスリーブ３ない
し５が取付けられ、これに対し所定の距離λH／
４離して３つのシユペルトツプ３′ないし５′が取
付けられている。
組合わせた場合が示されており、同軸管１のアン
テナ素子１ａの側の端部に３つのスリーブ３ない
し５が取付けられ、これに対し所定の距離λH／
４離して３つのシユペルトツプ３′ないし５′が取
付けられている。
このように本考案によると、アンテナ素子１ａ
の長さや太さを変えることなく、複数個のスリー
ブ３ないし５により低周波から高周波に及ぶ広い
帯域にわたつて送受信することができ、複数個の
スリーブ３ないし５は同軸管１の径方向に重合さ
れるので長さが嵩ばらず、小型になる。ボデイエ
フエクトやVSWRの不安定に伴う指向性の乱れが
ないので、広帯域性が安定である。構造的に重心
を下げることができて強度が安定化する。シユペ
ルトツプにもスリーブの場合と同様の構造で適用
して、小型の安定した広帯域性を有するシユペル
トツプを構成することが可能になる。第７図のよ
うに本考案によるスリーブとシユペルトツプを組
合わせることで、広帯域で不要放射がなく、指向
特性の乱れもなく、ボデイエフエクトもなく安定
して動作し、利得も上る。尚、スリーブまたはシ
ユペルトツプは３段に限定されるものではない。
の長さや太さを変えることなく、複数個のスリー
ブ３ないし５により低周波から高周波に及ぶ広い
帯域にわたつて送受信することができ、複数個の
スリーブ３ないし５は同軸管１の径方向に重合さ
れるので長さが嵩ばらず、小型になる。ボデイエ
フエクトやVSWRの不安定に伴う指向性の乱れが
ないので、広帯域性が安定である。構造的に重心
を下げることができて強度が安定化する。シユペ
ルトツプにもスリーブの場合と同様の構造で適用
して、小型の安定した広帯域性を有するシユペル
トツプを構成することが可能になる。第７図のよ
うに本考案によるスリーブとシユペルトツプを組
合わせることで、広帯域で不要放射がなく、指向
特性の乱れもなく、ボデイエフエクトもなく安定
して動作し、利得も上る。尚、スリーブまたはシ
ユペルトツプは３段に限定されるものではない。
第１図は従来のスリーブアンテナを示す原理
図、第２図、第３図は従来のシユペルトツプ付ア
ンテナを示す原理図、第４図、第５図は本考案を
スリーブアンテナに適用した実施例を示す原理
図、斜視図、第６図は本考案をシユペルトツプ付
アンテナに適用した実施例を示す原理図、第７図
はスリーブアンテナにシユペルトツプを組合わせ
た実施例を示す原理図である。 １……同軸管、１ａ……アンテナ素子、１ｂ…
…外部導体、２，３，４，５……スリーブ、
２′，３′，４′，５′……シユペルトツプ。
図、第２図、第３図は従来のシユペルトツプ付ア
ンテナを示す原理図、第４図、第５図は本考案を
スリーブアンテナに適用した実施例を示す原理
図、斜視図、第６図は本考案をシユペルトツプ付
アンテナに適用した実施例を示す原理図、第７図
はスリーブアンテナにシユペルトツプを組合わせ
た実施例を示す原理図である。 １……同軸管、１ａ……アンテナ素子、１ｂ…
…外部導体、２，３，４，５……スリーブ、
２′，３′，４′，５′……シユペルトツプ。
Claims (1)
- 同軸管の内部導体からなるアンテナ素子を、外
部導体端部から使用周波数帯域の中心周波数の略
1/4波長に電気的等価長だけ引伸ばし、該外部導
体の外側に、その内側から外側への漏洩電流また
はアンテナ平衡側と同軸管不平衡側の接続の際の
不平衡分の電流が流れるのを阻止する筒体を複数
個同心的に配置し、該複数個の筒体は、その一端
を共に上記外部導体に短絡接続し、且つ他端は内
側から外側に行くに従つて順次長さを短かくし
て、低周波帯から高周波帯にわたる広帯域に適応
し得るように構成したことを特徴とする広帯域ア
ンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1978139043U JPS6211042Y2 (ja) | 1978-10-09 | 1978-10-09 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1978139043U JPS6211042Y2 (ja) | 1978-10-09 | 1978-10-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5556005U JPS5556005U (ja) | 1980-04-16 |
| JPS6211042Y2 true JPS6211042Y2 (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=29112760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1978139043U Expired JPS6211042Y2 (ja) | 1978-10-09 | 1978-10-09 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6211042Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097980A1 (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 広帯域平板状アンテナ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658260A (en) * | 1984-06-25 | 1987-04-14 | At&T Company | Telescoping multiband antenna |
-
1978
- 1978-10-09 JP JP1978139043U patent/JPS6211042Y2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097980A1 (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 広帯域平板状アンテナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5556005U (ja) | 1980-04-16 |
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