(57)【要約】【課題】航空機等にレーダ装置や妨害装置などの電子機器を搭載する場合は、機内の限られた搭載スペースや電力を有効利用する必要がある。そこでレーダ装置の目標検出機能に加えて妨害機能を持たせることにより、電子機器の搭載スペースを有効利用する。しかしレーダ装置の送信レーダ波が脅威レーダ波と干渉をして妨害する場合おいて、レーダ装置の目標検出機能に悪影響を与えるという課題があった。【解決手段】相手側のレーダ装置の目標検出性能を低下させるような電波干渉を発生させると同時に目標検出が可能なレーダ装置を実現するために自機のレーダ装置におけるレーダ・パラメータ等を適切に制御する必要がある。脅威レーダ波の電波諸元情報を検出し、その電波諸元情報から脅威レーダ波と干渉を生じるようなレーダ波のレーダ・パラメータに則した変調信号を制御することにより目標検出機能と妨害機能を両立させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波を励振する励振部と、この励振部から励振された前記搬送波を変調信号によりパルス変調しレーダ波を生成する送信部と、到来電波の受信を行う空中線部と、この空中線部により受信された前記到来電波を受信処理する受信部と、この受信部で受信処理された前記到来電波の電波諸元を検出する諸元検出部と、この諸元検出部により検出された前記電波諸元から目標諸元情報を検出する目標検出部と、前記諸元検出部により検出された前記電波諸元から脅威諸元情報を検出し脅威レーダ波と干渉する前記レーダ波の諸元を判定する効果判定部と、この効果判定部により判定された前記脅威レーダ波と干渉する前記レーダ波の諸元となるように前記励振部で励振された前記搬送波を変調する前記送信部の前記変調信号を制御する制御部とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記変調信号のパルス繰り返し周波数とパルス幅を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記変調信号の運用周波数範囲を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記レーダ波の運用周波数チャンネルの選択を前記制御部において制御することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記目標検出部もしくは前記効果判定部により検出された前記電波諸元を表示する表示部を備えた請求項１に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、航空機等のプラットホームに搭載され、電波を用いて目標である脅威との相対距離及び相対速度などを検出するレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
目標検出用のレーダ装置と脅威レーダ波を妨害する妨害装置は、例えば特許文献１記載のＥＳＭとＥＣＭのように、それぞれ別に装備され、また電波干渉を回避する以外は、使用する電波は独立に制御されていた。
【特許文献１】
2004170120.tif 000003
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
航空機等にレーダ装置や妨害装置などの電子機器を搭載する場合は、機内の限られた搭載スペースや電力を有効利用する必要がある。しかし搭載する電子機器を削減するためにレーダ装置だけを搭載すると検出する目標である脅威のレーダ装置から送信されるレーダ波に対する妨害ができず自機の被探知性が低下するという課題があった。
【０００４】
自機のレーダ装置と脅威が搭載するレーダ装置との運用周波数の帯域が重なっている場合、側波帯を含む自機レーダ波（送信）と自機に反射し脅威のレーダ装置に受信される電波との間に干渉が生じ脅威のレーダ装置に対する妨害効果を得ることができる。
【０００５】
この発明は脅威のレーダ装置の目標検出性能を低下させるような電波干渉を発生させると同時に目標検出が可能なレーダ装置を実現するために自機のレーダ装置におけるレーダ・パラメータ等を適切に制御することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るレーダ装置は、空中線部で受信した到来電波を受信部で受信処理した後に、諸元検出部において電波諸元情報を検出し、その電波諸元情報から目標検出部において目標諸元情報を検出する一方で、効果判定部で脅威レーダ波と干渉を生じるようなレーダ波のレーダ・パラメータを判定し、レーダ波のレーダ・パラメータを効果判定部での判定結果に則した変調信号を制御部で制御することで目標検出機能と妨害機能を装備したものである。
【０００７】
請求項２の発明に係るレーダ装置は、諸元検出部で検出された脅威レーダ波の電波諸元情報から脅威レーダ波のレーダ・パラメータから搬送波のスペクトルの諸元を検出し、効果判定部においてレーダ波が空間に放射する電波のスペクトルと脅威レーダ波の搬送波のスペクトルが重なり干渉するように、レーダ波のパルス繰り返し周波数とパルス幅を制御するレーダ・パラメータを判定し、制御部において変調信号を制御して干渉による妨害を実行して目標検出機能と妨害機能を装備した請求項１に記載のものである。
【０００８】
請求項３の発明に係るレーダ装置は、諸元検出部で検出された脅威レーダ波の電波諸元情報から運用周波数範囲を検出し、効果判定部においてレーダ波の送信波形と脅威レーダ波の運用周波数範囲が重なり干渉するように、レーダ波に有効なランダム位相変調もしくは周波数変調を判定し、制御部において変調信号を制御して干渉による妨害を実行して目標検出機能と妨害機能を装備した請求項１に記載のものである。
【０００９】
請求項４の発明に係るレーダ装置は、諸元検出部で検出された脅威レーダ波の電波諸元情報から運用周波数チャンネルを検出し、効果判定部においてレーダ波の運用周波数チャンネルと脅威レーダ波の運用周波数チャンネルが重なり干渉するように、制御部において周波数を制御する。また脅威レーダ波の運用周波数チャンネルと異なる周波数チャンネルを使用した別のレーダ波を送信して目標検出を行うことにより目標検出機能と妨害機能を装備した請求項１に記載のものである。
【００１０】
請求項５の発明に係るレーダ装置は、目標検出部もしくは効果判定部の検出もしくは判定結果の情報を表示する表示部を備えた請求項１乃至４に記載のものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置について図１乃至４を用いて説明する。図１は実施の形態１によるレーダ装置の構成図である。図１において１はレーダ波の送信や到来電波の受信を行う空中線部、２はレーダ波を生成するために搬送波にパルス変調を行い生成したレーダ波を増幅する送信部、３は搬送波を励振する励振部、４は空中線部で受信した到来電波の受信処理を行う受信部、５は受信処理した到来電波の電波諸元情報を検出する諸元検出部、６は諸元検出部の検出結果を表示する表示部、７は諸元検出部５で検出された電波諸元情報から目標諸元情報を検出する目標検出部、８は諸元検出部５で検出された電波諸元情報から脅威レーダ波（受信）と干渉する自機レーダ波（送信）の諸元を判定する効果判定部、９はレーダ波（送信）の変調を効果判定部８において判定された自機レーダ波（送信）の諸元により前記送信部で変調を指示する変調信号を制御する制御部である。
【００１２】
図２はレーダ装置の送受信タイミングを示した図である。図２において７はレーダ送信波の送信パルスの幅、１１は送受信の繰り返しパターンを示すパルス繰り返し間隔である。目標検出を行うために時間的にレーダ波と到来電波の送受信を繰り返して行い目標諸元情報を検出するレーダ装置をパルスドップラ・レーダという。
【００１３】
図３はレーダ送信波の周波数情報をスペクトルで示した図である。図３においてレーダ送信波を時間領域から周波数領域へ変換するためには、ＦＦＴ変換を実行する。１２はレーダ装置の送信周波数、１３は繰り返し現れる電力の大きなスペクトル（輝線）、１４はスペクトルの包絡線に沿って現れる電力低下点、１５は電力低下点１４の位置と送信周波数１２との周波数差である１／パルス幅、１６はパルス繰り返し周波数で、パルス繰り返し間隔１１の逆数である。
【００１４】
図４は自機と脅威のレーダ装置の運用例を示した図である。図４において１７は自機、１８は脅威、１９は脅威１８から送信される脅威レーダ波（送信）、２０は脅威レーダ波（送信）１９が自機１７に反射して戻ってきて脅威が受信する脅威レーダ（受信）、２１は自機１７から送信される自機レーダ波（送信）、２２は自機レーダ波（送信）２１が脅威１８に反射して戻ってきて自機が受信する自機レーダ（受信）である。
【００１５】
まず目標検出におけるレーダ装置の動作を説明する。自機１７のレーダ装置が励振部３において搬送波を励振し、送信部２で搬送波に対してパルス変調と増幅がなされて空中線部１から図２に示されるようなパルスが自機レーダ波（送信）１９として送信される。送信された自機レーダ波（送信）１９が検出する目標である脅威１８で反射して還ってくる自機レーダ波（受信）２０を自機１７は受信する。自機レーダ波（受信）２０を含む到来電波を受信し受信部４で受信処理を行い、諸元検出部５で電波諸元情報を検出する。検出された電波諸元情報から目標検出部７で自機レーダ波（受信）２２由来の目標諸元情報を検出して目標検出結果を表示部６に表示する。また図３よりスペクトルからレーダ波が中心周波数以外にも電力を消費していることが分かる。
【００１６】
次にレーダ装置による脅威レーダ波への妨害機能の動作を説明する。自機レーダ波（受信）２２や脅威レーダ波（送信）１９を含む到来電波は空中線部１で受信され、受信部４で受信処理を行い、諸元検出部５で到来電波から電波諸元情報の検出を行い、効果判定部８で電波諸元情報から脅威レーダ波（受信）２０と干渉する自機レーダ波（送信）２１の諸元を判定し、判定結果を表示部６に表示する。送信部２で変調をかける変調信号を判定結果から制御部９で制御する。脅威レーダ波の電波諸元情報から変更した変調信号で送信部２で搬送波を変調し、空中線部１から自機レーダ波（送信）２１を送信する。自機レーダ波（送信）２１が脅威レーダ波（受信）２０と干渉して、脅威のレーダ装置の目標検出機能を妨害する。
【００１７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るレーダ装置について図５乃至図７を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成図である。図５において９ａは実施の形態２に係るレーダ装置の変調信号を制御する制御部である。図６は実施の形態２に係るレーダ送信波の周波数情報をスペクトルと脅威レーダ波の搬送波のスペクトルを示したスペクトル図である。また図７は実施の形態２に係るレーダ装置が空間に放射する電波の周波数スペクトルを示したスペクトル図である。
【００１８】
図６において２３はレーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルと重なっている脅威レーダ波の搬送波（１）、２４は脅威レーダ波の搬送波（１）２３と異なる周波数でレーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルと重なっていない脅威レーダ波の搬送波（２）である。図７において２５はレーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルの頂点を繋いだ包絡線（１）、２６は包絡線（１）２５と同じパルス来る返し周波数だが異なるパルス幅を持つ包絡線（２）なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１９】
目標検出におけるレーダ装置の動作は実施の形態１と同じ動作をする。次に脅威レーダ波への妨害機能の動作を説明する。自機レーダ波（受信）２２や脅威レーダ波（送信）１９を含む到来電波は空中線部１で受信され、受信部４で受信処理を行い、諸元検出部５で到来電波の電波諸元情報から脅威レーダ波の搬送波とレーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルと重なっているか検出を行い、効果判定部８で電波諸元情報から脅威レーダ波（受信）２０と干渉する自機レーダ波（送信）２１のレーダ・パラメータを判定し制御部９ａがパルス変調の変調信号を制御する。
【００２０】
図６に示す脅威レーダ波の搬送波（２）２４では、レーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルと重なっていないために妨害効果が得られないが、制御部９ａが変調信号を制御してパルス変調のレーダ・パラメータを変更する。この場合は自機レーダ波（送信）２１のパルス繰り返し周波数を変更すればよい。その結果、脅威レーダ波の搬送波（１）のようにレーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルと重なり電波的な干渉が生じて脅威レーダ波の目標検出機能に悪影響を与える。
【００２１】
次に図７のに示す脅威レーダ波の搬送波（１）２３とレーダ装置が空間に放射するレーダ波のスペクトルは重なっているが、スペクトルの頂点を繋いだ包絡線が包絡線（２）２６である場合は、脅威レーダ波に対して送信される電力が小さくなるため、脅威レーダ波への妨害効果が小さくなってしまうが、制御部９ａが変調信号を制御してパルス変調のレーダ・パラメータを変更する。この場合は自機レーダ波（送信）２１のパルス幅を変更すればよい。その結果、包絡線（１）２５においては、脅威レーダ波の搬送波（１）２３に対して重なっているスペクトルの電力が大きいため、電波的な干渉が生じて脅威レーダ波の目標検出機能に悪影響を与える。
【００２２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るレーダ装置について図８乃至図１０を用いて説明する。図８は本発明の実施の形態３によるレーダ装置の構成図である。図８において９ｂは実施の形態２に係るレーダ装置の変調信号を制御する制御部である。図９と図１０はレーダ装置の送信波形図である。２７は脅威レーダ波の運用周波数範囲、図９において２８はレーダ装置の送信波形（１）、２９はレーダ装置の送信波形（２）、図１０において３０はレーダ装置の送信波形（１）、３１はレーダ装置の送信波形（２）である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２３】
目標検出におけるレーダ装置の動作は実施の形態１と同じ動作をする。次に脅威レーダ波への妨害機能の動作を説明する。レーダ波の位相がずれている場合は、スペクトル（輝線）１３が立たないので脅威レーダ波の搬送波とスペクトル（輝線）１３を重ねて妨害効果を得ることはできない。自機レーダ波（受信）２２や脅威レーダ波（送信）１９を含む到来電波は空中線部１で受信され、受信部４で受信処理を行い、諸元検出部５で到来電波の電波諸元情報から脅威レーダ波の運用周波数範囲を検出し、効果判定部８で電波諸元情報から脅威レーダ波（受信）２０と干渉するために必要なレーダ装置の送信波形を判定し制御部９ｂがランダム位相変調（図９）若しくは周波数変調（図１０）の変調信号を制御する。
【００２４】
図９と図１０に示すレーダ装置の送信波形（１）２８，３０が脅威レーダ波の運用周波数範囲２７に重なっている部分が限られているため充分な妨害効果が得られないが、制御部９ｂが変調信号を制御してレーダ装置の送信波形をレーダ装置の送信波形（２）２９，３１のように脅威レーダ波の運用周波数範囲２７に重なるようにすればよい。その結果、電波的な干渉が生じて脅威レーダ波の目標検出機能に悪影響を与える。
【００２５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るレーダ装置について図１１乃至図１４を用いて説明する。図１１は本発明の実施の形態４によるレーダ装置の構成図である。図１１において９ｃは実施の形態４に係るレーダ装置の変調信号を制御する制御部である。図１２乃至図１４は自機１７と目標である脅威１８のレーダ装置が運用するレーダ波の周波数チャンネル図である。３２乃至３７は脅威レーダ波（１）〜（６）である。図１２において３８はレーダ送信波（１）、３９はレーダ送信波である。図１３において４０乃至４５はレーダ送信波（１）〜（６）である。図１４において４６はレーダ送信波（妨害）、４７はレーダ送信波（レーダ）である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２６】
目標検出におけるレーダ装置の動作は実施の形態４と同じ動作をする。次に脅威レーダ波への妨害機能の動作を説明する。図１２乃至図１４に示すように脅威レーダ波の運用周波数チャンネルが６つある場合において自機レーダ波（受信）２２や脅威レーダ波（送信）１９を含む到来電波は空中線部１で受信され、受信部４で受信処理を行い、諸元検出部５で到来電波の電波諸元情報から脅威レーダ波の運用周波数チャンネルを検出し、効果判定部８で電波諸元情報から脅威レーダ波（受信）２０と干渉するために必要な運用周波数チャンネルを判定し制御部９ｃがレーダ送信波の周波数を任意に制御する。
【００２７】
図１２に示すレーダ装置が運用するレーダ波の周波数チャンネルにおいて、脅威レーダ波（３）（運用中）３４に対して自機のレーダ送信波３９が運用中であれば、それぞれの周波数チャンネルが異なっているため妨害効果が得られないが、制御部９ｃが自機のレーダ送信波３９が脅威レーダ波（３）（運用中）３４と運用周波数チャンネルが重なるようにレーダ送信波（１）３８に周波数を制御する。
【００２８】
また脅威レーダ波が運用周波数チャンネルを変更した場合は、先ほど同じように諸元検出部５から検出した脅威レーダ波の搬送波の諸元に対して効果判定部８において脅威レーダ波の運用周波数チャンネルを検出してレーダ波の運用周波数チャンネルを制御部９ｃで任意に制御するか、図１３に示すように、予め４０乃至４５の運用周波数チャンネルのレーダ送信波を同時に送信することにより、脅威レーダ波が６つの運用周波数チャンネルのうち何れを選択しても、電波的な干渉により妨害効果を得られる。
【００２９】
図１２及び図１３の場合、電波的な干渉は生じて、レーダ装置の目標検出機能が低下してしまうので、自機レーダ波（受信）２２や脅威レーダ波（送信）１９を含む到来電波は空中線部１で受信され、受信部４で受信処理を行い、諸元検出部５で到来電波の電波諸元情報から脅威レーダ波の運用周波数チャンネルを検出し、効果判定部８で電波諸元情報から脅威レーダ波（受信）２０と干渉するために必要な運用周波数チャンネルを判定し制御部９ｃがレーダ送信波の周波数を任意に制御する。また脅威のレーダ装置が運用するレーダ波の周波数チャンネルと異なる周波数チャンネルのレーダ送信波（レーダ）４８を制御部９ｃで制御してレーダ送信波（妨害）４６と同時に送信することにより脅威レーダ波へ妨害をかけながら目標検出を同時に行うことができるレーダ装置を実現できる。
【００３０】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るレーダ装置について図１を用いて説明する。レーダ装置の目標諸元情報もしくは効果判定情報を表示部６に表示し、航空機等の乗務員に現在の目標である脅威１８の情報や妨害状況を伝える。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、自機に対して目標検出を行うレーダ装置（脅威）にたして目標検出を行いながら妨害を行えるので、妨害装置を別に設ける必要が軽減され航空機等の限られた電子機器搭載スペースや電力を有効利用することができるという効果を奏する。
【００３２】
また、他の発明によれば、レーダ波のパルス変調に関するレーダ・パラメータを変更することによりレーダ波の中心周波数近傍で目標検出を行い、中心周波数から離れた部分で脅威レーダ波の妨害を行い、目標検出を行いながら妨害ができるという効果を奏する。
【００３３】
また、他の発明によれば、レーダ波の位相がずれている場合、レーダ波をＦＦＴ変換により時間領域から周波数領域に変換を行っても、スペクトル（輝線）が立たないが、脅威レーダ波の運用周波数範囲２７にわたりレーダ波の送信波形を広く取るように変調することにより、脅威レーダ波を妨害することができるという効果を奏する。
【００３４】
また、他の発明によれば、脅威レーダ波は運用する周波数チャンネルを変える場合、つまり周波数ホッピングを行い目標検出をしてくる場合でも、予めに脅威レーダ波の電波諸元情報から周波数ホッピングに合わせてレーダ波の周波数チャンネルを変更するか、脅威レーダ波の運用周波数チャンネル全てに同時にレーダ波を送信することにより妨害をかけつつ、脅威レーダ波の運用周波数チャンネルと異なる周波数チャンネルでレーダ波を送信し目標検出を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成図である。
【図２】レーダ装置の送受信タイミングを示した図である。
【図３】レーダ送信波の周波数情報をスペクトルで示した図である。
【図４】自機と脅威のレーダ装置の運用例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成図である。
【図６】レーダ送信波の周波数情報をスペクトルと脅威レーダ波の搬送波のスペクトルを示したスペクトル図である。
【図７】レーダ装置が空間に放射する電波の周波数スペクトルを示したスペクトル図である。
【図８】本発明の実施の形態３によるレーダ装置の構成図である。
【図９】レーダ装置の送信波形図である。
【図１０】レーダ装置の送信波形図である。
【図１１】本発明の実施の形態４によるレーダ装置の構成図である。
【図１２】自機と目標である脅威のレーダ装置が運用するレーダ波の周波数チャンネル図である。
【図１３】自機と目標である脅威のレーダ装置が運用するレーダ波の周波数チャンネル図である。
【図１４】自機と目標である脅威のレーダ装置が運用するレーダ波の周波数チャンネル図である。
【符号の説明】
１…空中線部、  ２…送信部、  ３励振部、  ４…受信部、
５…諸元検出部、  ６…表示部、  ７…目標検出部、  ８…効果判定部、
９…制御部、  ９ａ…制御部、  ９ｂ…制御部、  ９ｂ…制御部、
１０…パルス幅、  １１…パルス繰り返し間隔、  １２…送信周波数、
１３…スペクトル（輝線）、  １４…電力低下点、  １５…１／パルス幅、
１６…パルス繰り返し周波数、  １７…自機、  １８…脅威、
１９…脅威レーダ波（送信）、  ２０…脅威レーダ波（受信）、
２１…自機レーダ波（送信）、  ２２…自機レーダ波（受信）、
２３…脅威レーダ波の搬送波（１）、  ２４…脅威レーダ波の搬送波（２）、
２５…包絡線（１）、  ２６…包絡線（２）、
２７…脅威レーダ波の運用周波数範囲、
２８…レーダ装置の送信波形（１）、  ２９…レーダ装置の送信波形（２）、
３０…レーダ装置の送信波形（２）、  ３１…レーダ装置の送信波形（２）、
３２…脅威レーダ波（１）、  ３３…脅威レーダ波（２）、
３４…脅威レーダ波（３）（運用中）、  ３５…脅威レーダ波（４）、
３６…脅威レーダ波（５）、  ３７…脅威レーダ波（６）、
３８…レーダ送信波（１）、  ３９…レーダ送信波（２）、
４０……レーダ送信波（２）、  ４１…レーダ送信波（２）、
４２…レーダ送信波（３）、  ４３…レーダ送信波（４）、
４４…レーダ送信波（５）、  ４５…レーダ送信波（６）、
４６…レーダ送信波（妨害）、  ４７…レーダ送信波（レーダ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004170120.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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