KR101360506B1 - 차량의 통합 안테나 장치 - Google Patents

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KR101360506B1
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Abstract

본 발명은 차량의 통합 안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈을 통합 설치하고 상기 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈에서 수신된 전파신호를 헤드 유닛으로 디지털 직렬 전송하는 기술에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 차량 지붕에 설치된 안테나를 이용하여 멀티미디어 단말기의 전파신호를 수신하는 루프안테나 모듈과 윈도우 글라스에 설치된 적어도 하나의 안테나 패턴을 이용하여 라디오 전파신호를 수신하는 적어도 하나의 글라스안테나 모듈을 포함한 통합 안테나 모듈; 상기 통합 안테나 모듈로부터 멀티미디어 단말기의 전파신호 및 라디오 전파신호를 각각 전달받아 디지털 신호로 변환하는 변환부; 상기 변환된 디지털 신호를 직렬화하는 시리얼라이저; 및 상기 시리얼라이저에서 출력되는 디지털 신호를 제어 단말기로 전송하는 송수신기를 포함한 것을 특징적 구성으로 한다.
모듈, 통합, 루프, 글라스, 안테나, 패턴, 광, 시리얼, 직선화, 병렬화

Description

차량의 통합 안테나 장치{Unity Antenna for car}
본 발명은 루프 안테나 및 글라스 안테나가 통합 설치된 차량의 통합 안테나 장치에 관한 것이다.
일반적으로 루프 안테나는 차량의 지붕에 설치되며, DMB 단말기, GPS 수신기, HSDPA{High Speed Downlink Packet Access} 단말기에 해당하는 전파신호를 각각 수신하는 복수의 안테나와 상기 복수의 안테나에서 수신한 전파신호를 증폭하는 복수의 루프안테나 모듈로 이루어진다.
한편 글라스 안테나는 차량의 리어 윈도우 글라스에 형성된 AM 안테나 패턴, FM1 안테나 패턴 및 FM2 안테나 패턴과 상기 패턴들을 통해 수신한 라디오의 AM 또는 FM 전파신호를 각각 증폭하는 AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈로 이루어진다.
종래의 차량은 상기 루프 안테나 모듈, AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈이 각각 개별적으로 설치되어 있다. AM 안테나 패턴, FM1 안테나 패턴 및 FM2 안테나 패턴은 각각 대응되는 안테나 모듈과 만나는 급전점이 윈도우 글라스의 상측, 좌측 및 우측에 각각 설치되어 있다.
따라서 상기 루프 안테나 모듈, AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈을 차량에 개별적으로 설치하기 위해 모듈의 하우징, 브라켓, 케이블 등의 제조비용이 많이 소모되는 문제점이 있다.
한편 도 1은 종래의 통합안테나의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 루프 안테나 모듈 및 글라스 안테나 모듈이 통합 설치된 통합 안테나의 경우, 상기 루프 안테나 모듈 즉 GPS/HSDPA/DMB 모듈 및 글라스 안테나 모듈 즉 AM/FM 안테나 모듈에서 증폭된 전파신호를 해당하는 DMB 단말기, GPS 수신기, HSDPA, 라디오 수신 장치로 개별적인 전송라인으로 전달해야 한다. 이를 위해 안테나 모듈의 개수만큼 케이블을 구비해야 하므로 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한 상기 루프 안테나 모듈 및 글라스 안테나 모듈은 증폭된 전파신호를 상기 케이블을 통해 아날로그 방식으로 전송하므로 잡음에 취약한 문제점이 있다.
또한 상기 루프 안테나 모듈 및 글라스 안테나 모듈은 각각 차량의 헤드 유닛의 신호선으로부터 동작전원을 공급받게 된다. 따라서 상기 루프 안테나 모듈 및 글라스 안테나 모듈은 신호선에 포함된 고주파 성분의 신호를 제거하고 동작전원만을 통과시키기 위해 각각 저역통과필터를 구비해야 한다. 따라서 이러한 저역통과필터를 구비하는 비용도 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈을 통합 설치하고 상기 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈에서 증폭된 전파신호를 헤드 유닛으로 디지털 직렬 전송하는 차량의 통합 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 AM 안테나 패턴, FM1 안테나 패턴 FM2 안테나 패턴의 급전점을 상기 통합 안테나 장치와 근접한 윈도우 글라스의 상측에 유도 설치하는 차량의 통합 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 헤드 유닛으로부터 요청받은 DMB 단말기, GPS 수신기, HSDPA 단말기, AM 라디오 또는 FM라디오 중 어느 하나 이상에 따른 신호만을 선택적으로 수신하는 차량의 통합 안테나 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 증폭된 전파신호를 광신호로 변환하고 광섬유를 통해 헤드 유닛으로 전송하는 차량의 통합 안테나 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 차량 지붕에 설치된 안테나를 이용하여 멀티미디어 단말기의 전파신호를 수신하는 루프안테나 모듈과 윈도우 글라스에 설치된 적어도 하나의 안테나 패턴을 이용하여 라디오 전파신호를 수신하는 적어도 하나의 글라스안테나 모듈을 포함한 통합 안테나 모듈; 상기 통합 안테나 모듈로부터 멀티미디어 단말기의 전파신호 및 라디오 전파신호를 각각 전달받아 디지털 신호로 변환하는 변환부; 상기 변환된 디지털 신호를 직렬화하는 시리얼라이저; 및 상기 시리얼라이저에서 출력되는 디지털 신호를 제어 단말기로 전송하는 송수신기를 포함한 것을 특징적 구성으로 한다.
여기서 본 발명의 상기 안테나 패턴은 AM 안테나 패턴, FM1 안테나 패턴 및 FM2 안테나 패턴으로 이루어지고, 상기 글라스안테나 모듈은 상기 안테나 패턴과 각각 대응되는 AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈로 이루어지며, 상기 AM 안테나 패턴과 AM 안테나 모듈이 연결되는 급전점과 상기 FM1 안테나 패턴과 FM1 안테나 모듈이 연결되는 급전점과 상기 FM2 안테나 패턴과 FM2 안테나 모듈이 연결되는 급전점은 각각 윈도우 글라스의 상단으로 유도되어 설치된다.
한편 본 발명은 상기 루프안테나 모듈, AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈에 각각 동작전원을 공급하는 동작전원 공급부를 더 포함한다.
한편 본 발명의 상기 멀티미디어 단말기는 DMB 단말기, GPS 수신기, HSDPA 단말기 중 어느 하나 이상으로 이루어지고, 상기 루프 안테나 모듈은 상기 멀티미디어 단말기와 각각 대응하여 이루어진다.
한편 본 발명은 상기 제어 단말기로부터의 요청에 따라 상기 변환부로 전달되는 전파신호를 선택하는 스위칭부를 더 포함한다.
한편 본 발명의 상기 송수신기는 시리얼라이저에서 출력되는 디지털 신호를 광신호로 변환하고 광섬유를 통해 헤드 유닛으로 전송한다.
본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈을 통합 설치하고 상기 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈에서 수신된 전파 신호를 디지털 신호로 변환하고 헤드 유닛으로 직렬 전송한다. 따라서 디지털 신호의 전송을 통해 잡음의 취약성을 해소하고 직렬 전송을 통해 케이블의 개수를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 AM 안테나 패턴, FM1 안테나 패턴 FM2 안테나 패턴의 급전점을 상기 통합 안테나 장치와 근접한 윈도우 글라스의 상측에 유도하여 설치한다. 따라서 안테나 패턴과 안테나 장치 간의 거리가 멀어짐에 따라 발생하는 안테나 패턴의 튜닝 곤란의 문제점을 해소하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 상기 루프안테나 모듈, AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈에 각각 동작전원을 공급하는 동작전원 공급부를 더 포함한다. 따라서 헤드 유닛의 신호선으로부터 전원공급을 받기 위해 별도의 저역통과필터를 설치할 필요가 없어 제조비용이 절감되는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 헤드 유닛으로부터 요청받은 DMB 단말기, GPS 수신기, HSDPA 단말기, AM 라디오 또는 FM라디오 중 어느 하나 이상에 따른 신호만을 선택적으로 수신한다. 따라서 불필요하게 현재 사용하지 않는 장치에 대한 전파신호를 수신하지 않아 장치의 전력소모를 줄일 수 있어서 장치의 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치는 디지털 신호를 광신호로 변환하고 광섬유를 통해 헤드 유닛으로 전송함으로써 데이터의 전송속도를 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다.
도 3은 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치(100) 및 헤드 유닛(200)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 통합 안테나 장치(100)는 통합 안테나 모듈(10), 변환부(20), 시리얼라이저(30), 송수신기(40), 동작전원 공급부(50), 스위칭부(60) 등을 포함한다.
통합 안테나 모듈(10)은 차량의 지붕에 설치되되, 루프안테나 모듈 및 글라스안테나 모듈이 통합설치 된다.
상기 루프안테나 모듈은 복수개의 멀티미디어 단말기 즉 DMB 단말기(300), GPS 수신기(400) 및 HSDPA 단말기(600)와 각각 대응되도록 제1,2,3루프안테나 모듈로 이루어진다. 제1,2,3루프안테나 모듈(11b, 12b, 13b)은 각각 멀티미디어 단말기의 전파신호를 수신하는 안테나와 상기 안테나에서 수신된 전파신호를 증폭하는 신호 증폭회로가 포함된다. 멀티미디어 단말기는 DMB 단말기(300), GPS 수신기(400), HSDPA 단말기(600)로 이루어지고, 상기 DMB 단말기(300), GPS 수신기(400), HSDPA 단말기(600)에 대응되는 각각의 제1,2,3루프안테나 모듈(11b, 12b, 13b)의 안테나는 각각 DMB 단말기(300)의 200Mhz 대역의 주파수를 수신하기 위한 DMB 안테나(11a), GPS 수신기(400)의 1.575Ghz 대역의 주파수를 수신하기 위한 GPS 안테나(12a), HSDPA 단말기(600)의 2Ghz 대역의 주파수를 수신하기 위한 HSDPA 안테 나(13a)로 이루어진다.
글라스안테나 모듈은 AM 안테나 모듈(14b), FM1 안테나 모듈(15b) 및 FM2 안테나 모듈(16b)로 이루어진다. AM 안테나 모듈(14b)은 차량의 AM 안테나 패턴(14a)을 이용하여 AM 라디오 전파신호를 수신한다. FM1 안테나 모듈(15b)은 차량의 FM1 안테나 패턴(15a)을 이용하여 FM 라디오 전파신호를 수신한다. FM2 안테나 모듈(16b)은 차량의 FM2 안테나 패턴(16a)을 이용하여 FM 라디오 전파신호를 수신한다. 여기서 상기 각 글라스안테나의 모듈에도 수신한 전파신호를 증폭하는 신호 증폭회로가 포함될 수 있다.
도 2는 종래의 글라스 안테나 패턴의 배치를 나타내는 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 AM 안테나 모듈(14b)과 AM 안테나 패턴(14a)이 연결되는 지점, FM1 안테나 모듈(15b)과 FM1 안테나 패턴(15a)이 연결되는 지점, FM2 안테나 모듈(16b)과 FM2 안테나 패턴(16a)이 연결되는 지점을 급전점이라 한다. 급전점은 상기 안테나 모듈이 차량의 지붕에 설치된 것을 감안하여 모두 윈도우 글라스의 상측으로 유도되어 설치된다. 즉 종래의 AM 안테나 패턴(14a)은 윈도우 글라스의 상측에 형성되고 급전점은 우측에 형성된다. 그리고 종래의 FM1 안테나 패턴(15a)은 상기 AM 안테나 패턴(14a)의 하측에 형성되고 급전점은 우측에 형성된다. 그리고 FM2 안테나 패턴(16a)은 상기 AM 안테나 패턴(14a) 및 FM2 안테나 패턴(16a)의 사이에 설치되어 급전점은 좌측에 설치된다.
도 4는 본 발명의 글라스 안테나 패턴의 배치를 나타내는 구성도이다.
본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 AM 안테나 패턴(14a)의 급전 점(14-1)을 윈도우 글라스의 상단의 중앙에 위치시킨다. 그리고 상기 FM1 안테나 패턴(15a)은 상기 AM 안테나 패턴(14a)의 우측 및 상측을 통해서 연장 유도되어 상기 윈도우 글라스의 상단에서 상기 AM 안테나 패턴(14a)의 급전점(14-1) 우측에 이격거리를 두고 급전점(15-1)을 위치시킨다. 그리고 상기 FM2 안테나 패턴(16a)의 급전점은 AM 안테나 패턴(14a)의 좌측 및 상측을 통해서 연장 유도되어 상기 윈도우 글라스의 상단에서 상기 AM 안테나 패턴(14a)의 급전점(14-1) 좌측에 이격거리를 두고 급전점(16-1)을 위치시킨다. 이로 인해 상기 AM 안테나 패턴(14a), FM1 안테나 패턴(15a) 및 FM2 안테나 패턴(16a)의 급전점(14-1, 14-2, 14-3)과 차량의 지붕에 설치된 AM 안테나 모듈(14b), FM1 안테나 모듈(15b) 및 FM2 안테나 모듈(16b)과의 이격 거리가 최소화된다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이, 변환부(20)는 상기 통합 안테나 모듈(10)로부터 멀티미디어 단말기의 전파신호 및 라디오 전파신호를 복수의 채널 에컨대 채널1은 DMB 단말기(300)의 전파신호, 채널2는 GPS 수신기(400)의 전파신호, 채널3은 HSDPA 단말기(600)의 전파신호, 채널4는 AM 안테나의 전파신호, 채널5는 FM1 안테나의 전파신호, 채널6은 FM2 안테나의 전파신호로 전달받는다. 그리고 상기 변환부(20)는 전달받은 복수의 채널의 전파신호를 디지털 신호로 변환한다.
한편 시리얼라이저(serializer)(40)는 상기 복수의 채널로 이루어진 디지털 신호를 하나의 광섬유를 통해 전송하기 위하여 하나의 채널의 직렬신호로 직렬화한다.
한편 송수신기(40)는 상기 시리얼라이저(30)에서 직렬화된 하나의 채널의 직 렬신호를 광신호로 변환하고 광섬유를 통해 제어 단말기 예컨대 헤드 유닛(200)으로 전송한다. 이를 위해 상기 송수신기(40)는 상기 시리얼라이저(30)에서 출력되는 직렬신호 형태의 디지털 신호를 전류 신호로 변환하는 레이저 드라이버(미도시)와 상기 레이저 드라이버에서 출력되는 전류 신호를 광신호로 변환하여 출력하는 레이저 다이오드(미도시) 등을 포함한다.
상기 헤드 유닛(200)은 광섬유를 통해 상기 통합 안테나 장치(100)의 송수신기(40)로부터 광신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 송수신기(210)와 상기 디지털 신호를 다시 복수의 채널을 갖는 디지털 신호로 병렬화 하는 디시리얼라이저(deserializer)(220)와, 상기 병렬화된 각 채널의 디지털 신호를 해당하는 멀티미디어 단말기 또는 라디오 수신 장치(500)로 전달하는 제어부(230)와, 현재 동작 중인 DMB 단말기(300), GPS 수신기(400), HSDPA 단말기(600), 라디오 수신 장치(500) AM 라디오 또는 FM라디오에 대한 전파신호 수신요청을 통합 안테나 장치(100)의 송수신기(40)로 전달하는 요청부(240) 등을 포함한다.
한편 동작전원 공급부(50)는 차량의 배터리로부터 공급받은 전원을 동작전원(B+)으로 변환하고 변환된 동작전원을 제1,2,3루프안테나 모듈(11b, 12b, 13b), AM 안테나 모듈(14b), FM1 안테나 모듈(15b) 및 FM2 안테나 모듈(16b)에 각각에 공급한다.
한편 스위칭부(60)는 헤드 유닛(200)으로부터 DMB 단말기(300), GPS 수신기(400), HSDPA 단말기(600), AM 라디오 또는 FM라디오 중 어느 하나 이상에 따른 전파신호 수신요청을 전달받는다. 그리고 스위칭부(60)는 상기 전파신호 수신요청 에 따라 제1,2,3루프안테나 모듈(11b, 12b, 13b), AM 안테나 모듈(14b), FM1 안테나 모듈(15b) 또는 FM2 안테나 모듈(16b)의 동작을 제어한다. 즉 상기 스위칭부(60)는 헤드 유닛(200)으로부터 요청받지 않은 안테나 모듈에서 전달되는 전파신호의 변환부(20)로의 전송을 차단한다.
이하 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치(100)의 동작을 설명한다.
도 5는 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치(100)의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 우선 통합 안테나 장치(100)의 스위칭부(60)는 헤드 유닛(200)의 요청부로부터 송수신기를 통해 예컨대 GPS 수신기(400) 및 AM 라디오 수신 장치(500)에 대한 전파신호 수신요청을 전달받는다(S100).
이어서 상기 통합 안테나 장치(100)의 스위칭부(60)는 통합 안테나 모듈(10)에서 GPS 수신기(400)에 해당하는 제2루프안테나 모듈(12b)과 AM 라디오 수신 장치(500)에 따른 AM 안테나 모듈(14b)을 동작시킨다(S102).
이어서 상기 통합 안테나 장치(100)의 제2루프안테나 모듈(12b) 및 AM 안테나 모듈(14b)은 GPS 안테나(12a)와 AM 안테나 패턴(14a)을 이용하여 각각 전파신호를 수신하고 수신한 각각의 전파신호를 변환부(20)로 전달한다(S104).
이어서 상기 통합 안테나 장치(100)의 변환부(20)는 상기 제2루프안테나 모듈(12b) 및 AM 안테나 모듈(14b)로부터 각각 전달받은 AM 안테나 모듈(14b)의 전파신호와 GPS 수신기(400)의 전파신호를 2채널의 디지털 신호로 변환한다(S106).
이어서 상기 통합 안테나 장치(100)의 시리얼라이저(30)는 상기 2채널의 디지털 신호를 1채널의 디지털 신호로 직렬화 한다(S108).
이어서 상기 통합 안테나 장치(100)의 송수신기는 상기 1채널의 디지털 신호를 광신호로 변환하고 헤드 유닛(200)의 송수신기로 전달한다(S110).
이어서 헤드 유닛(200)의 송수신기는 상기 광신호를 다시 디지털 신호로 변환하고 디시리얼라이저(220)로 전달한다(S112).
이어서 헤드 유닛(200)의 디시리얼라이저(220)는 상기 디지털 신호를 2채널의 디지털 신호로 병렬화한다(S114).
이어서 헤드 유닛(200)의 제어부는 2채널로 병렬화된 디지털신호를 각각 해당하는 GPS 수신기(400) 및 AM 라디오 수신 장치(500)로 전달한다(S116).
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
도 1은 종래의 통합안테나의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 종래의 글라스 안테나 패턴의 배치를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치 및 헤드 유닛의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 글라스 안테나 패턴의 배치를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 차량의 통합 안테나 장치의 동작을 나타내는 순서도.

Claims (6)

  1. 차량의 통합 안테나 장치로서,
    차량 지붕에 설치된 안테나를 이용하여 멀티미디어 단말기의 전파신호를 수신하는 루프안테나 모듈과 윈도우 글라스에 설치된 적어도 하나의 안테나 패턴을 이용하여 라디오 전파신호를 수신하는 적어도 하나의 글라스안테나 모듈을 포함한 통합 안테나 모듈;
    상기 통합 안테나 모듈로부터 멀티미디어 단말기의 전파신호 및 라디오 전파신호를 각각 전달받아 디지털 신호로 변환하는 변환부;
    상기 변환된 디지털 신호를 직렬화하는 시리얼라이저; 및
    상기 시리얼라이저에서 출력되는 디지털 신호를 제어 단말기로 전송하는 송수신기를 포함하고,
    상기 안테나 패턴은 AM 안테나 패턴, FM1 안테나 패턴 및 FM2 안테나 패턴으로 이루어지고, 상기 글라스안테나 모듈은 상기 안테나 패턴과 각각 대응되는 AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈로 이루어지며,
    상기 AM 안테나 패턴과 AM 안테나 모듈이 연결되는 급전점과 상기 FM1 안테나 패턴과 FM1 안테나 모듈이 연결되는 급전점과 상기 FM2 안테나 패턴과 FM2 안테나 모듈이 연결되는 급전점은 각각 윈도우 글라스의 상단으로 유도되어 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 통합 안테나 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 루프안테나 모듈, AM 안테나 모듈, FM1 안테나 모듈 및 FM2 안테나 모듈에 각각 동작전원을 공급하는 동작전원 공급부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 차량의 통합 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티미디어 단말기는 DMB 단말기, GPS 수신기, HSDPA 단말기 중 어느 하나 이상으로 이루어지고, 상기 루프 안테나 모듈은 상기 멀티미디어 단말기와 각각 대응하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 통합 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 단말기로부터의 요청에 따라 상기 변환부로 전달되는 전파신호를 선택하는 스위칭부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 차량의 통합 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기는 시리얼라이저에서 출력되는 디지털 신호를 광신호로 변환하고 광섬유를 통해 헤드 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량의 통합 안테나 장치.
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