(57)【要約】【課題】２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置で、それぞれの周波数ごとに異なる垂直方向の異なる電波放射角度が得られ、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制が得られる。【解決手段】大地に対して垂直方向又は水平方向に複数のアンテナ２ａ，３ａを配列し、前記アンテナ２ａ，３ａのそれぞれから２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置１であって、前記アンテナ装置１の同軸管１２ａ，１３ａを含む給電線路系４，５中に、前記同軸管１２ａ，１３ａと異なる周波数−位相特性を有する低域フィルタ２０ａ，２１ａのそれぞれを挿入、又は特に、前記低域フィルタ２０ａ，２１ａのそれぞれを、前記給電線路系４，５の電力分配器８，９と、前記アンテナ２ａ，３ａのそれぞれ（又はそれぞれの素子）と接続される分岐ケーブル６ａ，７ａのそれぞれとの間に直列に挿入する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大地に対して垂直方向又は水平方向に複数のアンテナを配列し、前記アンテナのそれぞれから２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置において、
前記アンテナに接続される分岐ケーブルと、同軸管と、電力分配器と、主給電線とからなる給電線路系中に、前記同軸管と異なる周波数−位相特性を有する低域フィルタを挿入、接続することにより、それぞれの周波数ごとに異なる垂直方向に異なる電波放射角度が得られ又は設定され、若しくは、水平方向の特定方位における電波の放射抑制が得られ又は設定されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記低域フィルタが、前記給電線路系の前記電力分配器と、前記アンテナのそれぞれと接続される前記分岐ケーブルのそれぞれとの間に直列に挿入、接続されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記低域フィルタが、前記アンテナのそれぞれと、該アンテナのそれぞれと接続される前記分岐ケーブルのそれぞれとの間に直列に挿入、接続されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記低域フィルタが、前記同軸管に代えて前記給電線路系に挿入、接続されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記低域フィルタが、同軸管型低域フィルタで、前記給電線路系の前記電力分配器内、又は前記同軸管を用いた給電部品に挿入、接続されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記低域フィルタが、前記給電線路系の前記主給電線の入力端又は出力端に直列に挿入、接続されることを特徴とする請求項１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、送信用アンテナ装置に関し、特に、テレビジョン用ＵＨＦ帯放送で広く適用される双ループやダイポール形等のパネル型送信用アンテナ装置に関する。また、近年、開始が予定されている地上デジタル放送による広帯域な２つの異なる周波数の放送波を放射するアンテナ装置に適用可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のアンテナ装置については、そのアンテナ素子の配列方向が大地に対して垂直方向又は水平方向に２つ以上、すなわち複数のアンテナを配置する場合において、前記アンテナから放射される電波を抑制するには、分岐ケーブル及びアンテナ同士の間隔等の機械的な寸法を変化させて行っていた。このため、２つの異なる周波数の放送波を放射して異なる電波放射角度又は特定方位における電波放射抑制を行うことは困難であった。
【０００３】
一方、テレビジョン放送において、従来より使用周波数帯域より高い周波数帯域の不要波を除去するため、該テレビ放送用の送信機の出力側に低域フィルタを接続していた。（非特許文献１）
【０００４】
【非特許文献１】
遠藤敬二著：ＴＶ・ＦＭ放送アンテナ：日本放送出版協会、昭和４１年１１月１５日発行
【０００５】
近年、テレビジョン放送では地上デジタル放送の開始が予定されている。この地上デジタル放送の周波数は、現在、アナログ放送で使用されている周波数帯域から割り当てられている。また現在の計画では、地上デジタル放送の開始から数年間は、地上デジタル放送とアナログ放送とが混在した状況が続くということである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そこで問題となるのは、現在のアナログ放送と地上デジタル放送とは、従来どおり、同じサービスエリアで電波を放射した場合、周波数の重複又は近接による近隣テレピ放送サーピスエリアの混信が生ずるという問題点がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置であって、それぞれの周波数ごとに異なる垂直方向（垂直面）に異なる電波放射角度が得られ、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制が得られるアンテナ装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置であって、それぞれの周波数ごとに、異なる垂直方向（垂直面）に電波放射角度を任意に設定でき、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制を任意に設定できるアンテナ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、大地に対して垂直方向又は水平方向に複数のアンテナを配列し、前記アンテナのそれぞれから２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置において、前記アンテナに接続される分岐ケーブルと、同軸管と、電力分配器と、主給電線とからなる給電線路系中に、前記同軸管と異なる周波数−位相特性を有する低域フィルタを挿入、接続することにより、それぞれの周波数ごとに異なる垂直方向に異なる電波放射角度が得られ又は設定され、若しくは、水平方向の特定方位における電波の放射抑制が得られ又は設定されるアンテナ装置である。
【００１０】
前記低域フィルタが、前記給電線路系の前記電力分配器と、前記アンテナのそれぞれと接続される前記分岐ケーブルのそれぞれとの間に直列に挿入、接続されるアンテナ装置である。
【００１１】
前記低域フィルタが、前記アンテナのそれぞれと、該アンテナのそれぞれと接続される前記分岐ケーブルのそれぞれとの間に直列に挿入、接続されるアンテナ装置である。
【００１２】
前記低域フィルタが、前記同軸管に代えて前記給電線路系に挿入、接続されるアンテナ装置である。
【００１３】
前記低域フィルタが、同軸管型低域フィルタで、前記給電線路系の前記電力分配器内、又は前記同軸管を用いた給電部品に挿入、接続されるアンテナ装置である。
【００１４】
前記低域フィルタが、前記給電線路系の前記主給電線の入力端又は出力端に直列に挿入、接続されるアンテナ装置である。
【００１５】
本発明は以上のような構成により、前記アンテナ装置への前記給電線路系中に、同軸管と異なる周波数−位相特性を有する、例えば同軸管型の低域フィルタ（低域通過フィルタ）を、前記複数のアンテナのそれぞれに直列に挿入（前記複数のアンテナに対しては、並列に挿入）して、前記低域フィルタの周波数−位相特性が同軸管の周波数−位相特性と異なることを利用して、それぞれの周波数ごとに垂直方向に電波放射角度が得られ、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制が得られる。
この場合、前記低域フィルタを、前記給電線路系中の前記同軸管に代えて挿入、接続してもよい。
【００１６】
また、前記給電線路系のなかで、電力分配器と、前記アンテナのそれぞれ（又はそれぞれの素子）と接続されるそれぞれの分岐ケーブルとの間、又は前記アンテナのそれぞれ（又はそれぞれの素子）と、該アンテナのそれぞれ（又はそれぞれの素子）と接続されるそれぞれの分岐ケーブルとの間に、直列に、前記低域フィルタのそれぞれが挿入される。また、見方を変えれば、前記低域フィルタのそれぞれは、前記複数のアンテナに対して並列的に挿入されることになる。そして、全体的には、前記複数のアンテナ（又はアンテナの素子）の数に対応する数の前記低域フィルタが挿入される。
【００１７】
この場合、前記複数のアンテナのそれぞれに直列に挿入、接続される前記低域フィルタのうち、特定する前記アンテナに、前記分岐ケーブルを介して接続される前記低域フィルタで、周波数−位相特性が前記同軸管のそれと異なるものを選択的に接続して、周波数ごとに、異なる垂直面に電波放射角度を任意に設定、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制を任意に設定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。
【００１９】
［第１実施例］  図１は、本発明のアンテナ装置の実施の形態の第１実施例を示す該アンテナ装置とその給電線路系との接続図、図２は、本実施の形態の各実施例に使用される同軸管型の低域フィルタ（低域通過フィルタ）の構造を示す断面図、図３は、図２の同軸管型の低域フィルタの等価回路図である。
【００２０】
図１において、アンテナ装置１は、例えば、テレビジョン用ＵＨＦ帯放送で広く適用される双ループやダイポール形等のパネル型送信用アンテナ装置であって、それぞれ複数（本実施例では４個）のパネル形送信アンテナ２ａ，３ａからなる２群のアンテナ群２，３とそれぞれの給電線路４，５とからなる。
【００２１】
前記アンテナ群２，３のそれぞれの前記アンテナ２ａ，３ａは、そのアンテナ素子の配置方向が大地に対して垂直方向又は水平方向に配列され、該アンテナ群２，３のそれぞれから２つの異なる周波数、例えば４８０ＭＨｚ及び６３０ＭＨｚの電波を放射する。
【００２２】
前記アンテナ群２，３のうち、一方の前記アンテナ群２に放射電力を供給する前記給電線路系４は、前記アンテナ群２のそれぞれの前記アンテナ２ａに接続される分岐ケーブル６ａからなる分岐ケーブル群６と、前記分岐ケーブル群６のそれぞれの前記分岐ケーブル６ａに接続される、前記放射電力を分配する電力分配器８と、該電力分配器８の入力側に接続される主給電線１０とからなる。前記分岐ケーブル群６のそれぞれの前記分岐ケーブル６ａと前記電力分配器８との間に、図示しないそれぞれの同軸管１２ａからなる同軸管群１２が接続されている。
なお、前記それぞれの同軸管１２ａからなる前記同軸管群１２が配設されないものもある。また、図１において、前記アンテナ群２のそれぞれの前記アンテナ２ａと、前記分岐ケーブル群６のそれぞれの前記分岐ケーブル６ａとの間に示す破線は、接続関係のみを示すものである。
【００２３】
他方の前記給電線路系５も、前記給電線路４と同様に、前記アンテナ群３のそれぞれの前記アンテナ３ａに接続される分岐ケーブル７ａからなる分岐ケーブル群７と、前記分岐ケーブル群７のそれぞれの前記分岐ケーブル７ａに接続され、前記放射電力を分配する電力分配器９と、該電力分配器９の入力側に接続される主給電線１１とからなる。前記分岐ケーブル群７のそれぞれの前記分岐ケーブル７ａと前記電力分配器８との間に、図示しないそれぞれの同軸管１３ａからなる同軸管群１３が接続されている。
なお、前記それぞれの同軸管１３ａからなる前記同軸管群１３が配設されないものもある。また、図１において、前記アンテナ群３のそれぞれの前記アンテナ３ａと、前記分岐ケーブル群７のそれぞれの前記分岐ケーブル７ａとの間に示す破線は、接続関係のみを示すものである。
【００２４】
さらに、前記給電線路系４，５には、該給電線路系４，５への放射電力を切り替えるためのアンテナ切替盤１４と、該アンテナ切替盤１４の入力側に接続される共用装置１５とが接続されている。この共用装置１５には、チャンネルＬ用及びチャンネルＨ用のそれぞれ放射電力が供給されている。
【００２５】
そして、前記分岐ケーブル群６のそれぞれの前記分岐ケーブル６ａと前記電力分配器８との間、及び前記分岐ケーブル群７のそれぞれの前記分岐ケーブル７ａと前記電力分配器９との間には、それぞれ直列に接続されるそれぞれ４個の低域フィルタ２０ａ，２１ａからなる、低域フィルタ群２０，２１が配設されている。
この場合、前記それぞれ４個の低域フィルタ２０ａ，２１ａからなる、それぞれの前記低域フィルタ群２０，２１は、図示しない前記それぞれの同軸管１２ａ，１３ａからなる前記同軸管群１２，１３にそれぞれ直列に挿入、接続され、又は図示しない前記それぞれの同軸管１２ａ，１３ａからなるそれぞれの前記同軸管群１２，１３に代えて、それぞれ挿入、接続される。
【００２６】
前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）のそれぞれは、図２及び図３に示すようにインダクタンス素子ＬとコンデンサＣとからなる同軸管型ＬＣ低域フィルタである。
前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）は、金属材（銅材）からなる円筒形状の外部導体２２と、該外部導体２２の中心の同軸上に配設されるフィルタ回路部２３とからなる。
【００２７】
前記フィルタ回路部２３は、前記外部導体２２の中心同軸上に、図示しない絶縁部材により支持される複数（図では８個）のインダクタンス素子Ｌ，Ｌと、複数（図では７個）のコンデンサＣ，Ｃとが配設され、前記それぞれのコンデンサＣ，Ｃは、前記インダクタンス素子Ｌ，Ｌを介して図３に示すように、直列に接続（例えば溶接、ろう付けなどにより）、配置されている。図３に示す前記コンデンサＣ，Ｃは、前記外部導体２２の内周面との間に形成される静電容量により構成されている。入出力インピーダンスは、それぞれ５０Ωである。
【００２８】
なお、前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）の使用周波数低域における周波数−位相特性の位相量は、その周波数−損失特性（周波数−減衰特性）によって可変であり、該損失特性は、前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）の前記内部導体部材２４の直径を設定（前記外部導体２２と前記内部導体部材２４の直径比を設定）することにより、任意に決定することができる。
【００２９】
そこで、本実施例においては、前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）のそれぞれの周波数−位相特性の一例を示すと、図４に示すように、対象とする周波数の４８０ＭＨｚ（Ｌチャンネル）〜６３０ＭＨｚ（Ｈチャンネル）の範囲で、前記給電線路系４，５のなかの前記同軸管１２ａ，１３ａの破線で示す周波数−位相特性に対して、実線で示すようになっている。
また、前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）のそれぞれの周波数−損失特性の一例を示すと、図５に示すように、対象とする周波数の４８０ＭＨｚ〜６３０ＭＨｚの範囲で、ほぼ一定である。
【００３０】
本実施例のアンテナ装置１によれば、図６及び図７に示すように、ふ角（度）に対する放射電力の相対電力（ｄＢ）は、２つの異なる周波数、すなわち、Ｌチャンネル（４８０ＭＨｚ）及びＨチャンネル（６３０ＭＨｚ）における放送用電波を放射する装置で、水平面における異なる角度において、異なる垂直面方向に電波の放射角度が得られる（垂直面指向性）。図６及び図７において、実線はＨチャンネル（６３０ＭＨｚ）の場合を示し、破線はＬチャンネル（４８０ＭＨｚ）の場合を示す。
【００３１】
また、水平方向の特定方位における電波放射抑制においては、２つ以上のアンテナ２ａ，２ａを配置した場合に有効であり、一例として前記パネル型アンテナを、水平面上で、アンテナ取付柱を中心に、それぞれ外方に向けて９０°間隔で３個を、図８に示すように配置したものを例に挙げて説明すると、このときの電波放射抑制の一例は図９に示すようになる。この電波放射抑制量は、あくまで一例であり、その抑制量は、前記低域フィルタ２０ａ（２１ａ）のそれぞれの周波数−位相特性を変化させて得ることが可能である。図９において、実線はＨチャンネル（６３０ＭＨｚ）の場合を示し、破線はＬチャンネル（４８０ＭＨｚ）の場合を示す。なお、図８において、２８，２８はアンテナステップボルトである。
【００３２】
ここで、複数の前記アンテナ２ａ，３ａのそれぞれに直列に挿入、接続される前記低域フィルタ２０ａ，２１ａのうち、特定する前記アンテナ２ａ，３ａに前記分岐ケーブル６ａ，７ａを介して接続される前記低域フィルタ２０ａ，２１ａで、周波数−位相特性が前記同軸管１２ａ，１３ａのそれと異なるものを接続して、周波数ごとに、異なる垂直面の電波放射角度を任意に設定、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制を任意に設定することができる。
【００３３】
［第２実施例］  図１０は、本発明のアンテナ装置の実施の形態の第２実施例を示す該アンテナ装置３１とその給電線路系４，５との接続図である。図１０において、図１に示す構成部材と同一部材には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図１０に示すアンテナ装置３１において、前記アンテナ群２のそれぞれの前記アンテナ２ａと、該それぞれのアンテナ２ａに接続されるそれぞれの前記分岐ケーブル６ａとの間、及び前記アンテナ群３のそれぞれの前記アンテナ３ａと、該それぞれのアンテナ３ａに接続されるそれぞれの前記分岐ケーブル７ａとの間には、それぞれ直列に接続されるそれぞれの前記低域フィルタ２０ａ，２１ａからなる前記低域フィルタ群２０，２１が配設されている。この場合、前記分岐ケーブル群６，７のそれぞれの前記分岐ケーブル６ａ，７ａと前記電力分配器８との間に、図示しないそれぞれの同軸管１２ａ，１３ａからなるそれぞれの前記同軸管群１２，１３が接続されている。
なお、前記それぞれの同軸管１２ａ，１３ａからなるそれぞれの前記同軸管群１２，１３が配設されないものもある。
【００３５】
本実施例のアンテナ装置３１によれば、前記第１実施例に示す前記アンテナ装置１と同様に、図６及び図７に示すように、２つの異なる周波数、すなわち、Ｌチャンネル（４８０ＭＨｚ）及びＨチャンネル（６３０ＭＨｚ）における放送用電波を放射する装置で、水平面における異なる角度において、異なる垂直面方向に電波の放射角度が得られる。
また、水平方向の特定方位における電波放射抑制においては、第１実施例に示す前記アンテナ装置１と同様に、一例としてパネル型アンテナを、水平面上で、アンテナ取付柱を中心に、それぞれ外方に向けて９０°間隔で３個を、図８に示すように配置したもので、このときの電波放射抑制の一例は図９に示すようになる。
【００３６】
ここで、複数の前記アンテナ２ａ，３ａのそれぞれに直列に挿入、接続される前記低域フィルタ２０ａ，２１ａのうち、特定する前記アンテナ２ａ，３ａと前記分岐ケーブル６ａ，７ａとの間に接続される前記低域フィルタ２０ａ，２１ａで、周波数−位相特性が前記同軸管１２ａ，１３ａのそれと異なるものを接続して、周波数ごとに、異なる垂直面の電波放射角度を任意に設定、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制を任意に設定することができる。
【００３７】
［他の実施例］  本発明のアンテナ装置の実施の形態の他の実施例としては、
（１）前記低域フィルタ２０ａ，２１ａが、図２に示すような同軸管型低域フィルタで、前記給電線路系４，５の電力分配器８，９内にそれぞれ直列に接続される前記アンテナ装置がある。
（２）前記低域フィルタ２０ａ，２１ａが、前記同軸管１２ａ，１３ａ内、又は該同軸管１２ａ，１３ａを用いた給電部品にそれぞれ直列に接続される前記アンテナ装置がある。
（３）前記低域フィルタ２０ａ，２１ａが、前記給電線路系４，５のそれぞれの電力分配器８，９と、それぞれの前記同軸管１２ａ，１３ａとの間にそれぞれ直列に接続される前記アンテナ装置がある。
（４）前記低域フィルタ２０ａ，２１ａが、前記給電線路系４，５のなかのそれぞれの主給電線１０，１１の入力端又は出力端に直列に接続される前記アンテナ装置がある。
【００３８】
本実施例に示されるそれぞれの前記アンテナ装置については、前記第１実施例に示されれる図６，図７及び図９とほぼ同様な結果を得ることができる。
【００３９】
なお、本発明の技術は前記実施の形態における技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のアンテナ装置によれば、大地に対して垂直方向又は水平方向に複数のアンテナを配列し、前記アンテナのそれぞれから２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置において、前記アンテナに接続される分岐ケーブルと、同軸管と、電力分配器と、主給電線とからなる給電線路系中に、前記同軸管と異なる周波数−位相特性を有する低域フィルタを挿入、接続することにより、それぞれの周波数ごとに異なる垂直方向に異なる電波放射角度が得られ又は設定され、若しくは、水平方向の特定方位における電波の放射抑制が得られ又は設定されるので、２つの異なる周波数の電波を放射するアンテナ装置であって、それぞれの周波数ごとに異なる垂直方向の異なる電波放射角度を得ることができ、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制を得ることができることができるという優れた効果を奏する。
【００４１】
また、本発明のアンテナ装置によれば、周波数ごとに、異なる垂直面の電波放射角度を任意に設定、又は水平方向の特定方位における電波の放射抑制を任意に設定することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置の実施の形態の第１実施例を示す図で、該アンテナ装置とその給電線路系との接続図である。
【図２】本実施の形態の各実施例に使用される同軸管型の低域フィルタの構造を示す断面図である。
【図３】図２の同軸管型の低域フィルタの等価回路図である。
【図４】図２の低域フィルタの周波数−位相特性の一例を示す図である。
【図５】図２の低域フィルタの周波数−損失特性の一例を示す図である。
【図６】本実施例のアンテナ装置の水平面のある角度における垂直面指向特性の一例を示す図である。
【図７】本実施例のアンテナ装置の水平面の他の角度における垂直面指向特性の一例を示す図である。
【図８】本実施例のアンテナ装置の３個のアンテナを、水平面上でアンテナ取付柱を中心にそれぞれ外方に向けて９０°間隔で取り付けたときの上方から下方をみた配置図である。
【図９】図８の配置による、本実施例のアンテナ装置の水平面指向特性の一例を示す図である。
【図１０】本発明のアンテナ装置の第２実施例を示す図で、該アンテナ装置とその給電線路系との接続図である。
【符号の説明】
１，３１  アンテナ装置
２，３  アンテナ群
２ａ，３ａ  アンテナ（パネル形送信アンテナ）
４，５  給電線路系
６，７  分岐ケーブル群
６ａ，７ａ  分岐ケーブル
８，９  電力分配器
１０，１１  主給電線
１２，１３  同軸管群
１２ａ，１３ａ  同軸管
１４  アンテナ切替盤
１５  共用装置
２０，２１  低域フィルタ群
２０ａ，２１ａ  低域フィルタ
２２  外部導体
２３  フィルタ回路部
Ｌ  インダクタンス素子
Ｃ  コンデンサ素子
【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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