(57)【要約】【課題】２つの異なる周波数の放送波を放射すると共に異なる水平面指向性が得られ、同一鉄塔に設置しても鉄塔にかかる負荷の増加が少なく、アンテナ放射中心高の低下がないアンテナ装置を提供する。【解決手段】２つの異なる周波数ｆ１、ｆ２の放送波Ｗ１、Ｗ２を放射する一面以上のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃと、一方の周波数ｆ２の放送波Ｗ２を放射する残りのパネルアンテナ素子１１ｄとを備えたので、一方の周波数ｆ２の放送波Ｗ２の水平面指向性と他方の周波数ｆ１の放送波Ｗ１の水平面指向性とが異なる特性を有するアンテナ装置を得ることができる。すなわち、一方の周波数ｆ２の放送波Ｗ２をアンテナ装置１０から放射すると特定の方向に水平面指向性が得られ、他方の周波数ｆ１の放送波Ｗ１をアンテナ装置１０から放射すると略放射状の水平面指向性を得ることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパネルアンテナ素子を同一水平面内で主ローブが略放射状になるように二面以上立設したアンテナ装置において、上記パネルアンテナ素子のうちの一面以上のパネルアンテナ素子が２つの異なる周波数の放送波を放射し、残りのパネルアンテナ素子がいずれか一方の周波数の放送波を放射することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記２つの異なる周波数の放送波のうち一方の周波数の放送波が一方の入力端子に入力され両周波数の放送波用のパネルアンテナ素子に出力する共用装置と、他方の周波数の放送波が入力端子に入力され複数に分配すると共に一方の出力端子から他方の周波数の放送波を上記共用装置の他方の入力端子に出力し、他方の出力端子から他方の周波数の放送波を他方の周波数の放送波用のパネルアンテナ素子に出力する分配器とを備えた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記各パネルアンテナ素子の鉛直方向に他のパネルアンテナ素子がそれぞれ配置され、各放送波がそれぞれ周波数ごとに鉛直方向用の分配器で分配されている請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数の異なる２つの放送波（例えばテレビジョン放送波）を新設または既設の同一鉄塔から放射（送信）する場合、放送波の数だけ送信アンテナを設置する方法と、一つの送信アンテナを共用して放送波を同一の送信アンテナから放射する方法とが挙げられる。
【０００３】
図１１は周波数の異なる２つの放送波を複数の送信アンテナから放射する場合の説明図であり、図１２は周波数の異なる２つの放送波を同一の送信アンテナから放射する場合の説明図である。以下、同様の部材には共通の符号を用いた。
【０００４】
図１１に示す既存の鉄塔１の頂上の支柱２に既存の送信アンテナ３が設置されており、その支柱２の送信アンテナ３の上側に新設の送信アンテナ４が設置されている。
【０００５】
これに対して図１２に示す既存の鉄塔１の頂上の支柱２に両アンテナ３、４の他、鉄塔１の頂部に新設の送信アンテナ５が多面設置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１に示すように既存の鉄塔１に新たな送信アンテナ４を追加して設置する場合、その分だけ支柱２にかかる重量が増加し、送信アンテナ４の風荷重も増加するので、鉄塔１にかかる負荷が大きくなり、大規模な鉄塔補強工事が必要になる。
【０００７】
これに対して図１２に示した送信アンテナ５の多面設置においては、鉄塔１にかかる負荷（重量、風荷重）が大きくなるのに加え、送信アンテナ５の放射中心高が既存の送信アンテナ３よりも低くなるので、その分だけサービスエリアが狭くなるという問題がある。
【０００８】
また、既存の送信アンテナ３を共用する場合は、放射中心高は変わらないが、周波数の異なる２つの放送波間で異なる放射特性（指向特性）を形成することができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、２つの異なる周波数の放送波を放射すると共に異なる水平面指向性が得られ、同一鉄塔に設置しても鉄塔にかかる負荷の増加が少なく、アンテナ放射中心高の低下がないアンテナ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、複数のパネルアンテナ素子を同一水平面内で主ローブが略放射状になるように二面以上立設したアンテナ装置において、パネルアンテナ素子のうちの一面以上のパネルアンテナ素子が２つの異なる周波数の放送波を放射し、残りのパネルアンテナ素子がいずれか一方の周波数の放送波を放射するものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、２つの異なる周波数の放送波のうち一方の周波数の放送波が一方の入力端子に入力され両周波数の放送波用のパネルアンテナ素子に出力する共用装置と、他方の周波数の放送波が入力端子に入力され複数に分配すると共に一方の出力端子から他方の周波数の放送波を共用装置の他方の入力端子に出力し、他方の出力端子から他方の周波数の放送波を他方の周波数の放送波用のパネルアンテナ素子に出力する分配器とを備えるのが好ましい。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、各パネルアンテナ素子の鉛直方向に他のパネルアンテナ素子がそれぞれ配置され、各放送波がそれぞれ周波数ごとに鉛直方向用の分配器で分配されていてもよい。
【００１３】
本発明によれば、２つの異なる周波数の放送波を出力する、隣り合う一面以上のパネルアンテナ素子と、いずれか一方の周波数の放送波を出力する残りのパネルアンテナ素子とを備えたので、一方の周波数の放送波の水平面指向性と他方の周波数の放送波の水平面指向性とが異なるアンテナ装置を得ることができる。
【００１４】
すなわち、一方の周波数の放送波をアンテナ装置から放射すると特定の方向に主ローブを有する水平面指向性が得られ、他方の周波数の放送波をアンテナ装置から放射すると略放射状の主ローブを有する水平面指向性を得ることができる。
【００１５】
また、従来のアンテナ装置のように同一の鉄塔に設置しても各パネルアンテナ素子に入力される放送波の数が異なるだけで済むので、鉄塔にかかる負荷の増加が少なく、鉄塔の頂部に多面設置することが無いので、アンテナ放射中心高の低下がない。
【００１６】
さらに、各パネルアンテナ素子の上に他のパネルアンテナ素子を鉛直方向に１段以上立設することにより、放送波の放射方向の利得が増加し、その分だけサービスエリアが増加する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は本発明のアンテナ装置を適用した放送設備の一実施の形態を示すブロック図である。
【００１９】
本アンテナ装置１０は、複数面（図では四面であるが限定されない。）のパネルアンテナ素子（例えば４Ｌ双ループアンテナ素子）１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを同一水平面内で放射方向が略放射状（図３参照）になるように立設し、パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄのうち互いに隣り合う三面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃが２つの異なる周波数ｆ１（例えばテレビジョン放送波のＵＨＦの１４ｃｈ「４７９ＭＨｚ」）、ｆ２（例えば同ＵＨＦの１８ｃｈ「５０３ＭＨｚ」）の放送波Ｗ１、Ｗ２を放射し、残りの一面のパネルアンテナ素子１１ｄがいずれか一方の周波数（例えばｆ１）の放送波Ｗ１を放射するようにしたものである。
【００２０】
本アンテナ装置１０は四面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄと、３台の分配器１２、１３、１４と、１台の共用装置１５とで構成されている。アンテナ装置１０は、周波数ｆ１の放送波Ｗ１を出力する放送機１６及び周波数ｆ２の放送波Ｗ２を出力する放送機１７に給電線１８、１９でそれぞれ接続されている。
【００２１】
分配器１２の一方（図では下側）の出力端子は共用装置１５の一方（図では上側）の入力端子に給電線２０で接続され、分波器１２の他方（この場合上側）の出力端子は分配器１４の入力端子に給電線２１で接続されている（分配器１４の図示しない残りの出力端子は開放されている。）。分配器１４の出力端子はパネルアンテナ素子１１ｄに給電線２２で接続されている。
【００２２】
放送波Ｗ１と放送波Ｗ２とを合波する共用装置１５の出力端子は、合波した放送波Ｗ１、Ｗ２を３分配する分配器１３の入力端子に給電線２３で接続されている。分配器１３の各出力端子は三面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃにそれぞれ給電線２４、２５、２６で接続されている。
【００２３】
図２は図１に示した放送設備に用いられるアンテナ装置を鉄塔に設けた状態を示す図である。
【００２４】
図２に示すアンテナ装置１０が図１１、図１２に示す既設のアンテナ装置３と同様に鉄塔１の頂上の支持部材２に設けられている。
【００２５】
図３は図２に示した鉄塔に設置されたアンテナ装置の拡大平面図である。
【００２６】
図３に示すように各パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが放射方向が四方向（図では上下左右方向）に向くように支柱２に図示しない固定部材で固定されており、三面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃ（この場合、下方向、左方向及び上方向）が分配器１３に接続され、残りの一面のパネルアンテナ素子（この場合、右方向）１１ｄが分配器１４に接続されている。
【００２７】
次にアンテナ装置１０の作用について説明する。
【００２８】
図１に示す放送設備において、両放送機１６、１７から放送波Ｗ１、Ｗ２がそれぞれ同時に出力すると、放送機１６からの放送波Ｗ１は給電線１８を通って分配器１２で２分配される。分配器１２で２分配された放送波Ｗ１のうち一方の放送波Ｗ１は、給電線２１、分配器１４及び給電線２２を通ってパネルアンテナ素子１１ｄに給電され、パネルアンテナ素子１１ｄからは放送波Ｗ１のみ放射される。分配器１２で２分配された他方の放送波Ｗ１は給電線２０を通って共用装置１５に入力される。
【００２９】
放送機１７からの放送波Ｗ２は給電線１９を通って共用装置１５に入力され、共用装置１５内で放送波Ｗ１と合波された後、給電線２３を通って分配器１３に入力される。分配器１３では合波された放送波Ｗ１、Ｗ２が３分配されて給電線２４〜２６を通ってそれぞれパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃに給電され、各パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃから放送波Ｗ１、Ｗ２が放射される。
【００３０】
従って本アンテナ装置１０によれば、２つの放送波Ｗ１、Ｗ２のうち、放送波Ｗ１、Ｗ２は三面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃを共用し、残りの一面のパネルアンテナ素子１１ｄを放送波Ｗ１が専用で使用することになる。すなわち、放送波Ｗ１、Ｗ２はパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｃの組合せＣａから放射され、放送波Ｗ１はパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの組合せＣｂから放射されるので、放送波Ｗ１に対する水平面の主ローブの放射パターンが放射状に形成されるのに対し、放送波Ｗ２に対する水平面の主ローブの放射パターンが特定の方向（図５参照）に形成されることになる。
【００３１】
また、図１１に示した従来のアンテナ装置のように同一の鉄塔１の支柱２に設置しても各パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに入力される放送波Ｗ１、Ｗ２の数が異なるだけで済むので（Ｗ１のみ、あるいはＷ１及びＷ２）、鉄塔１にかかる負荷の増加が少なく、図１２に示した従来のアンテナ装置のように鉄塔１の頂部に多面設置することが無いので、アンテナ放射中心高の低下がない。
【００３２】
図４は図１に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１４ｃｈの放送波における水平面指向性を示し、図５は図１に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１８ｃｈの放送波における水平面指向性を示す。図４及び図５において、原点から延びる半直線の長さはアンテナ装置１０の利得を示し、半直線の角度はアンテナ装置１０の水平面の角度を示す。
【００３３】
図４に示す水平面指向性が歯数８の歯車状の放射パターン（略無指向性放射パターン）となっているのに対し、図５に示す水平面指向性が略蝶型の放射パターン（略指向性放射パターン）となっていることが分かる。
【００３４】
図６は本発明のアンテナ装置を適用した放送設備の他の実施の形態を示すブロック図である。
【００３５】
図１に示した放送設備との相違点は、水平面のパネルアンテナ素子を二面増加した点である。
【００３６】
本アンテナ装置３０は、六面のパネルアンテナ素子（例えば４Ｌ双ループアンテナ素子）１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを同一水平面内で放射方向が略放射状（図７参照）になるように立設し、パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｆのうち互いに隣り合う四面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが２つの異なる周波数ｆ１（例えば１４ｃｈ「４７９ＭＨｚ」）、ｆ２（例えば１８ｃｈ「５０３ＭＨｚ」）の放送波Ｗ１、Ｗ２を放射し、残りの二面のパネルアンテナ素子１１ｅ、１１ｆがいずれか一方の周波数（例えばｆ１）の放送波Ｗ１を放射するようにしたものである。
【００３７】
本アンテナ装置３０は六面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｆと、３台の分配器１２、３１、３２と、１台の共用装置１５とで構成されており、図１に示したアンテナ装置１０と同様に周波数ｆ１の放送波Ｗ１を出力する放送機１６と周波数ｆ２の放送波Ｗ２を出力する放送機１７とに給電線１８、１９でそれぞれ接続されている。
【００３８】
放送波Ｗ１を２分配する分配器１２の一方の出力端子は共用装置１５の一方の入力端子に給電線２０で接続され、分波器１２の他方の出力端子は入力した放送波Ｗ１を２分配する分配器３２の入力端子に給電線２１で接続されている。分配器３２の出力端子は二面のパネルアンテナ素子１１ｅ、１１ｆに給電線３７、３８でそれぞれ接続されている。
【００３９】
放送波Ｗ１と放送波Ｗ２とを合波する共用装置１５の出力端子は、合波した放送波Ｗ１、Ｗ２を４分配する分配器３１の入力端子に給電線２３で接続されている。分配器３１の各出力端子は四面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄにそれぞれ給電線３３、３４、３５、３６で接続されている。
【００４０】
図７は図６に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の拡大平面図である。
【００４１】
図７に示すように各パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｆが水平面で六方向（図７では上方向、右上方向、右下方向、下方向、左下方向及び左上方向）に向くように支柱２に互いに隣り合うように図示しない固定部材で固定されている。四面のパネルアンテナ素子（この場合、上方向、下方向、左下方向及び左上方向）１１ａ〜１１ｄが分配器３１に給電線３３〜３６で接続され、二面のパネルアンテナ素子（この場合、右上方向及び右下方向）１１ｅ、１１ｆが分配器３２にそれぞれ給電線３７、３８で接続されている。
【００４２】
次にアンテナ装置３０の作用について説明する。
【００４３】
図６に示す放送設備において、両放送機１６、１７から放送波Ｗ１、Ｗ２がそれぞれ同時に出力すると、放送機１６からの放送波Ｗ１は給電線１８を通って分配器１２で２分配される。分配器１２で２分配された放送波Ｗ１のうち一方の放送波Ｗ１は、さらに分配器３２で２分配されて二面のパネルアンテナ素子１１ｅ、１１ｆにそれぞれ給電線３７、３８で給電され、両パネルアンテナ素子１１ｅ、１１ｆから放送波Ｗ１のみ放射される。分配器１２で２分配されたうちの他方の放送波Ｗ１は共用装置１５に入力される。
【００４４】
放送機１７からの放送波Ｗ２は共用装置１５に給電線１９を通って入力され、放送波Ｗ１と合波されて分配器３１に給電線２３で出力される。分配器３１では合波された放送波Ｗ１、Ｗ２が４分配されて四面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに給電線３３〜３６でそれぞれ入力され、各パネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから放送波Ｗ１、Ｗ２が放射される。
【００４５】
従って本アンテナ装置３０によれば、異なる周波数の２つの放送波Ｗ１、Ｗ２のうち、放送波Ｗ１、Ｗ２は四面のパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを共用し、放送波Ｗ１は残りの二面のパネルアンテナ素子１１ｅ、１１ｆを専用で使用することになる。すなわち、放送波Ｗ１、Ｗ２はパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの組合せＣｃから放射され、放送波Ｗ１はパネルアンテナ素子１１ａ〜１１ｆの組合せＣｄから放射されるので、放送波Ｗ１に対する水平面の主ローブが放射状に形成されるのに対し、放送波Ｗ２に対する水平面の主ローブの放射パターンが特定の方向（図９参照）に形成されることになる。
【００４６】
図８は図６に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１４ｃｈの放送波における水平面指向性を示し、図９は図６に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１８ｃｈの放送波における水平面指向性を示す。図８及び図９において、原点から延びる半直線の長さはアンテナ装置の利得を示し、半直線の角度はアンテナ装置の水平面の角度を示す。
【００４７】
図８に示す水平面指向性が歯数６の歯車状の放射パターン（略無指向性放射パターン）となっているのに対し、図９に示す水平面指向性が２１０度、２７０度及び３３０度の方向に主ローブを有する放射パターン（略指向性放射パターン）となっていることが分かる。
【００４８】
図１０は本発明のアンテナ装置を適用した放送設備の他の実施の形態を示すブロック図である。
【００４９】
図１に示した放送設備との相違点は、同一水平面内のパネルアンテナ素子を増加させると共に、パネルアンテナ素子を鉛直方向に複数段配置した点である。
【００５０】
本アンテナ装置４０は、複数面（Ｎ面、Ｎは６以上の整数）のパネルアンテナ素子（例えば４Ｌ双ループアンテナ素子）１１−１−１〜１１−Ｎ−１を同一水平面内で主ローブが略放射状になるように立設し、パネルアンテナ素子１１−１−１〜１１−Ｎ−１の上側に他のパネルアンテナ素子１１−１−２〜１１−Ｎ−２、…、１１−１−Ｌ〜１１−Ｎ−Ｌを鉛直方向に合計Ｌ段（Ｌは２以上の整数）になるように立設したパネルアンテナ素子１１−１−１〜１１−Ｎ−Ｌのうち互いに隣り合うＭ×Ｌ面（Ｍは４以上の整数）のパネルアンテナ素子１１−１−１〜１１−Ｍ−１、１１−１−２〜１１−Ｍ−２、…、１１−Ｍ−Ｌが２つの異なる周波数ｆ１（例えば１４ｃｈ「４７９ＭＨｚ」）、ｆ２（例えば１８ｃｈ「５０３ＭＨｚ」）の放送波Ｗ１、Ｗ２を放射し、残りの（Ｎ−Ｍ）×Ｌ面のパネルアンテナ素子１１−（Ｍ＋１）−１〜１１−Ｎ−１、１１−（Ｍ＋１）−２〜１１−Ｎ−２、…、１１−（Ｍ＋１）−Ｌ〜１１−Ｎ−Ｌがいずれか一方の周波数（例えばｆ１）の放送波Ｗ１を放射するようにしたものである。
【００５１】
アンテナ装置４０はＮ×Ｌ面のパネルアンテナ素子１１−１−１〜１１−Ｎ−Ｌと、（３＋Ｎ）台の分配器１２、４１−１〜４１−Ｎ、４２、４３と、１台の共用装置１５と、各部材を接続する給電線とで構成されており、周波数ｆ１の放送波Ｗ１を出力する放送機１６と周波数ｆ２の放送波Ｗ２を出力する放送機１７とにそれぞれ給電線１８、１９で接続されている。
【００５２】
このようにアンテナ装置４０を構成しても図１、図６に示したアンテナ装置と同様に、放送波Ｗ１に対する水平面指向性と放送波Ｗ２に対する水平面指向性とが異なる放射パターンを形成することができるだけでなく、放送波Ｗ１、Ｗ２の放射方向の利得が増加し、その分だけサービスエリアが増加する。
【００５３】
なお、本実施の形態ではパネルアンテナ素子として４Ｌ双ループアンテナ素子を用いた場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２Ｌ双ループアンテナ素子、２ｎＬ双ループアンテナ素子（ｎ≧３）、ラジアルラインスロットアンテナ素子、パッチアンテナ素子等のアンテナ素子を用いてもよい。また、本実施の形態では放送波が１４ｃｈ及び１８ｃｈのＵＨＦ帯の場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のＵＨＦ帯、ＶＨＦ帯、ＳＨＦ帯、ＥＨＦ帯の放送や通信や受信に適用してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、２つの異なる周波数の放送波を放射すると共に異なる水平面指向性が得られ、同一鉄塔に設置しても鉄塔にかかる負荷の増加が少なく、アンテナ放射中心高の低下がないアンテナ装置の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置を適用した放送設備の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した放送設備に用いられるアンテナ装置を鉄塔に設けた状態を示す図である。
【図３】図２に示した鉄塔に設置されたアンテナ装置の拡大平面図である。
【図４】図１に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１４ｃｈの放送波における水平面指向性を示す図である。
【図５】図１に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１８ｃｈの放送波における水平面指向性を示す図である。
【図６】本発明のアンテナ装置を適用した放送設備の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図７】図６に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の拡大平面図である。
【図８】図６に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１４ｃｈの放送波における水平面指向性を示す図である。
【図９】図６に示した放送設備に用いられるアンテナ装置の１８ｃｈの放送波における水平面指向性を示す図である。
【図１０】本発明のアンテナ装置を適用した放送設備の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１１】周波数の異なる２つの放送波を複数の送信アンテナから放射する場合の説明図である。
【図１２】周波数の異なる２つの放送波を同一の送信アンテナから放射する場合の説明図である。
【符号の説明】
１０　アンテナ装置
１１ａ〜１１ｄ　パネルアンテナ素子
１２、１３、１４　分配器
１５　共用装置
１６、１７　放送機
【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】
2004088547.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004088547.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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