(57)【要約】  【課題】  送信変換のスケルチ動作およびＡＧＣ動作を制御し、起動時または運用系から予備系の切替時に、発振を防止して安定した放送中継を実現可能な中継局送信機を提供する。  【解決手段】  運用系ユニット４および予備系ユニット５を備えた中継局送信機１において、運用系ユニット４の起動時には、自動利得制御部のゲインを回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第１所定時間（ｔ１）だけ固定値に設定するとともに、運用系ユニット４と予備系ユニット５の切替時には、スケルチ部のオンからオフへの動作時間に、回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第２所定時間（ｔ２）の遅延時間を設定するとともに、自動利得制御部の応答時間を回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第３所定時間（ｔ３）に設定する送信変換部８ａを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運用系ユニットおよび予備系ユニットを備え、地上デジタルテレビ放送を中継する中継局送信機において、
前記運用系ユニットの起動時には、自動利得制御部（ＡＧＣ）のゲインを回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第１所定時間（ｔ１）だけ固定（一定）値に設定するとともに、
前記運用系ユニットと前記予備系ユニットの切替時には、スケルチ部のオンからオフへの動作時間に、前記回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第２所定時間（ｔ２）の遅延時間を設定するとともに、前記自動利得制御部（ＡＧＣ）の応答時間を前記回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第３所定時間（ｔ３）に設定する送信変換部を備えたことを特徴とする中継局送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地上デジタル放送に用いられる中継局送信機に係り、特に起動時ならびに運用系から予備系への切替時に、発振を防止する中継局送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送の中継方式には、オンエアの放送波を受信し、受信周波数と同一の周波数で再送信するＳＦＮ（Single Frequency Network）中継放送がある。ＳＦＮ中継放送は、送受信の周波数が同一であるため、送信アンテナからの送信信号が受信アンテナに回り込み（回り込み信号）、信号の劣化や発振を引き起こす虞がある。
【０００３】
このような現象を防止するため、回り込み信号をキャンセルする回り込みキャンセラーを備えた中継放送方式が採用されている。
【０００４】
また、地上デジタル放送の放送設備あるいは中継放送設備では、装置の万一の故障に対して運用を保障するために、運用系／予備系の二重化方式を採用している。
【０００５】
現在運用している運用装置と予備装置を二台備え、運用装置の故障を検知した場合には、速やかに運用装置から予備装置に切り替え、予備装置を運用系として移行させることによって、装置故障時にも放送が中断されることなく継続して運用できるように構成されている。
【０００６】
従来の中継局送信機は、親局からの放送波（放送波受信信号）を受信する受信アンテナ、運用系中継局送信機、予備系中継局送信機、中継波（放送波送信（中継）信号）を送信する送信アンテナなどから構成されている。なお、放送波（放送波受信信号）と中継波（放送波送信（中継）信号）は、同一周波数（例えば、ＵＨＦ帯）で、中継波（放送波送信（中継）信号）の一部が、回り込み信号として受信アンテナで受信されることになる。
【０００７】
運用系中継局送信機および予備系中継局送信機には、それぞれ受信変換部、回り込みキャンセラー部、送信変換部、電力増幅部（ＰＡ）が備えられている。
【０００８】
受信アンテナで受信された放送波（放送波受信信号）は、受信変換部→回り込みキャンセラー部→送信変換部→電力増幅部（ＰＡ）を経由して、送信アンテナ１４から中継波（放送波送信（中継）信号）として送信される。
【０００９】
一方、中継波（放送波送信（中継）信号）の一部は、回り込み信号として受信アンテナで受信され、この時点で、回り込み信号は、受信アンテナで受信された新たな放送波受信信号とともに、受信変換部を経由して回り込みキャンセラー部に入力される。なお、放送波受信信号レベルをＤ、回り込み信号レベルをＵとすると、レベルＤとレベルＵには、Ｄ≧Ｕ（放送波受信信号≧回り込み信号）またはＤ＜Ｕ（放送波受信信号＜回り込み信号）の場合がある。
【００１０】
回り込みキャンセラー部は、回り込み信号（レベルＵ）を減衰させる（例えば、減衰量４０ｄｂ以上）とともに、放送波受信信号を減衰させることなく通過させて送信変換部に供給する。
【００１１】
送信変換部は、スケルチ部、自動利得制御部などを備え、回り込みキャンセラー部から供給されるレベルＤの信号を通過させ（スケルチ動作ＯＦＦ）、自動利得制御（ＡＧＣ）を掛けて定格レベルまで増幅した後、更に電力増幅部（ＰＡ）で増幅して、放送波送信（中継）信号として送信アンテナから送信されることになる。
【００１２】
ここで、従来の回り込みキャンセラー部の出力特性および送信変換部の送信変換特性について説明する。図５に従来の回り込みキャンセラー部の起動時出力特性図を示す。図５において、横軸は時間、縦軸は出力レベルを表す。運用系の回り込みキャンセラー部の起動が開始されると、回り込み量（回り込み信号）を確認しながら、スロースタートで０レベルから出力レベルを徐々に増加させて、立上り時間（Ｔｒ）で定格出力になる。
【００１３】
図６に従来の回り込みキャンセラー部の切替時出力特性図を示す。図６において、運用系の回り込みキャンセラー部から予備系の回り込みキャンセラー部に切り替わると、回り込み量（回り込み信号）が多い場合には、出力レベルを定格出力から０レベルに低下させた後、回り込み量（回り込み信号）を確認しながら、スロースタートで出力レベルを徐々に増加させて、立上り時間（Ｔｒ）で定格出力になる。つまり、回り込みキャンセラー部は、回り込み量（回り込み信号）が急激に大きくなると、出力レベルを０レベルまで低下させ、その後０レベルから徐々に増加する特性を有する。
【００１４】
なお、予備系の回り込みキャンセラー部は、回り込み量（回り込み信号）が充分少ない場合には、出力レベルを０レベルまで低下させず、所定のレベルまで低下させた後、スロースターで出力レベルを徐々に増加させて、立上り時間（Ｔｒ）で定格出力になる。
【００１５】
さらに、予備系の回り込みキャンセラー部は、回り込み量（回り込み信号）が充分にキャンセルされている場合には、出力レベルを定格出力に保ったまま、切替が実行される。
【００１６】
図７に従来の送信変換部の送信変換特性図を示す。図７において、送信変換特性には、送信変換入力、送信変換スケルチ動作及び送信変換出力レベルがあり、送信変換部は回り込みキャンセラー部に接続されているため、送信変換入力が図５又は図６に示す出力レベルとなる。
【００１７】
送信変換スケルチ動作は、送信変換入力がＬレベルの場合にはＯＮとなり、送信変換入力がＨレベルの場合にはＯＦＦとなる。なお、送信変換スケルチ動作がＯＮの場合、送信変換入力を阻止し、送信変換スケルチ動作がＯＦＦの場合、送信変換入力を通過させる。送信変換入力がスケルチ設定値以上になると、スケルチ動作がＯＮからＯＦＦになる。
【００１８】
また、回り込み干渉信号をキャンセルする無線中継装置で、増幅する利得を段階的に上げながら増幅する技術も開示されている。（特許文献１、特許文献２参照）
【００１９】
さらに、送出状態の系と待機状態の系とを所定の割合で増減してクロスオーバーさせながら加算出力する技術も開示されている。（特許文献３参照）
【００２０】
また、送信アンテナの接続を運用送受信機から予備送受信機へ切り換える技術も開示されているが、ＰＡ（電力増幅部）は1系統であった。（特許文献４参照）
【特許文献１】特開２００４−４８２０２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３４４６号公報
【特許文献３】特開２００４−９６４６８号公報
【特許文献４】特開２００６−２００８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
従来の中継局送信機は、起動時又は運用系から予備系への切替時に、回り込みキャンセラー部に送信変換部のスケルチ部が接続されていると、回り込みキャンセラー部の出力レベルがスケルチ設定値以上になるタイミングでスケルチがＯＮからＯＦＦになるため、送信変換出力が急激に増加する状態になり、回り込み量（回り込み信号）も急激に増加するため、回り込みキャンセラー部の追従が追いつかなくなり、発振を起こす虞がある。
【００２２】
送信アンテナから受信アンテナへの回り込み量（回り込み信号）が大きい場合について、従来の中継局送信機の起動時及び運用系から予備系への切替時の発振現象を説明する。なお、発振の発生は、回り込みキャンセラー、送信変換、ＰＡ（電力増幅）および同軸切替板の特性に基づいて説明する。
【００２３】
図８に中継局送信機の起動時の発振現象説明図を示す。図８において、起動時に回り込みキャンセラーの出力レベルがＬレベルからＨレベルへとスロースタートで徐々に増加していく（実線表示）と、出力レベルがスケルチ設定値になった時点で、送信変換のスケルチ動作がＯＮからＯＦＦに変化する。
【００２４】
スケルチ動作がＯＦＦ（実線表示）になると、回り込みキャンセラーの出力レベルが送信変換のＡＧＣ（自動利得制御）に供給されるが、回り込みキャンセラーの出力レベルが低いレベルのため、フルゲインのＡＧＣが掛かり、ＡＧＣレベルが突出したレベル（実線表示）となる。
【００２５】
このため、送信変換の出力レベルも急激に増加（Ｈレベル）することになり（実線表示）、ＰＡ（電力増幅）で一定ゲインにて増幅され、Ｈレベルの定格の出力レベル（実線表示）が同軸切替板を介してＨレベル（実線表示）の出力レベルで送信アンテナから放送波送信（中継）信号として送信される。
【００２６】
放送波送信（中継）信号の一部が回り込み信号として受信アンテナで受信されると、回り込みキャンセラーの回り込み波入力レベルが急激に増加（実線表示）することになり、回り込みキャンセラーの追従が追いつかないような場合には、回り込みキャンセラーの出力レベルが低下（破線表示）することになり、送信変換（スケルチ動作、ＡＧＣレベル、出力レベル）、ＰＡ（電力増幅）出力レベル及び同軸切替板の出力レベルが破線表示の特性になって、送信アンテナからの放送波送信（中継）信号及び回り込み信号が停止する。
【００２７】
その後、破線表示で示す特性で動作を繰り返し、送信アンテナからの放送波送信（中継）信号の出力が同軸切替板の出力レベルの間歇的な出力（破線表示）となって、発振を継続する。なお、回り込みキャンセラーへの回り込み量が少ない場合には、起動時でも発振を起こさず、実線表示の特性で正常に動作する。
【００２８】
図９に中継局送信機の切替時の発振現象説明図を示す。故障時または試験時等に、運用系中継局送信機から予備系中継局送信機に切り替わる。図９において、予備系は切替時以前も運用系と同じ動作をしており、同軸切替板が運用系を選択して出力しているのに対し、予備系は同軸切替板で出力が停止されている。したがって、予備系への切替時の起動までは、回り込みキャンセラーの出力レベルがＨレベルにあり、切替に伴う起動がなされると、回り込みキャンセラーの出力レベルは、一旦０レベルまで低下し、スロースタートで徐々に増加していくことになる。
【００２９】
起動が開始された後の特性は、図８に説明した動作と同じに、破線表示の発振を繰り返すので、詳細な説明を省略する。
【００３０】
このように、従来の中継局送信機は、起動時又は系の切替時に発振を起こす課題がある。
【００３１】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は送信変換のスケルチ動作およびＡＧＣ動作を制御し、起動時または運用系から予備系の切替時に、発振を防止して安定した放送中継を実現可能な中継局送信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
前記課題を解決するためこの発明に係る中継局送信機は、運用系ユニットおよび予備系ユニットを備え、地上デジタルテレビ放送を中継する中継局送信機において、運用系ユニットの起動時には、自動利得制御部のゲインを回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第１所定時間（ｔ１）だけ固定値に設定するとともに、運用系ユニットと予備系ユニットの切替時には、スケルチ部のオンからオフへの動作時間に、回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第２所定時間（ｔ２）の遅延時間を設定するとともに、自動利得制御部の応答時間を回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第３所定時間（ｔ３）に設定する送信変換部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、送信機の起動時、または送信機の運用系から予備系の切替時に、回り込み量を抑制するＡＧＣの制御やスケルチ動作遅延を実行するので、同一周波数帯の送信側から受信側への回り込みに起因する発振を防止して、安定な中継動作を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る中継局送信機の一実施の形態要部ブロック構成図である。図１において、中継局送信機１は、親局からの地上デジタルテレビ放送（放送波受信信号Ｓｒ）を中継するものであり、入力フィルタ２、分配器３、運用系ユニット４、予備系ユニット５、制御部１０、同軸切替板１１、出力フィルタ１２、受信アンテナ１３及び送信アンテナ１４で構成されている。
【００３５】
また、運用系ユニット４は、受信変換部６ａ、回り込みキャンセラー部７ａ、送信変換部８ａおよび電力増幅部（ＰＡ）９ａを備え、予備系ユニット５は、受信変換部６ｂ、回り込みキャンセラー部７ｂ、送信変換部８ｂおよび電力増幅部（ＰＡ）９ｂを備える。なお、受信変換部６ａと受信変換部６ｂ、回り込みキャンセラー部７ａと回り込みキャンセラー部７ｂ、送信変換部８ａと送信変換部８ｂ、電力増幅部（ＰＡ）９ａと電力増幅部（ＰＡ）９ｂは、同一構成となっており、同じ動作を行う。
【００３６】
また、運用系ユニット４と予備系ユニット５は、地上デジタルテレビ放送の中継を継続させるためのフェイルセーフ（二重化構成）になっており、運用系ユニット４が故障した場合や予備系ユニット５の試験などを行う場合には、運用系ユニット４から予備系ユニット５に切り替えて、予備系ユニット５を運用系として運用する。
【００３７】
親局からの地上デジタル放送の放送波受信信号Ｓｒが受信アンテナ１３で受信され、入力フィルタ２及び分配器３を経由して運用系ユニット４及び予備系ユニット５に供給される。運用系ユニット４及び予備系ユニット５は同一なので、運用系ユニット４について動作を説明する。
【００３８】
受信変換部６ａは、スケルチ機能、レベル変換機能、周波数変換機能などを備え、ＵＨＦの放送波受信信号ＳｒをＩＦの信号に周波数変換し、レベルを調整して、ＩＦの信号を回り込みキャンセラー部７ａに供給する。
【００３９】
回り込みキャンセラー部７ａは、自局に回り込む回り込み信号Ｓｋをキャンセルするとともに、受信したＩＦの信号を送信変換部８ａに供給する。また、回り込みキャンセラー部７ａは、回り込み信号Ｓｋが急激に増加する場合には、回り込みキャンセラーの特性を一時リセット（出力レベル０）し、再度立ち上がっていく特性を有する。
【００４０】
送信変換部８ａは、スケルチ部、自動利得制御部（ＡＧＣ）、周波数変換などを備え、ＩＦの信号をＵＨＦの信号に周波数変換し、ＡＧＣで定格レベルまで増幅して電力増幅部（ＰＡ）９ａに供給する。
【００４１】
スケルチ部は、信号レベルがスケルチ設定値を下回る場合には、スケルチＯＮ（信号を阻止）状態にあり、スケルチ設定値以上の場合には、スケルチＯＦＦ（信号を通過）状態になる。
【００４２】
自動利得制御部（ＡＧＣ）は、回り込みキャンセラー部７ａからの出力レベルが小さい場合でも、ＡＧＣのレベルを定格まで増加するようにゲインをフルゲインに制御するので、突出したレベルとなる。
【００４３】
ここで、本発明の送信変換部８ａの構成について説明する。送信変換部８ａは、運用系ユニット４の起動時に、自動利得制御部（ＡＧＣ）のゲインを回り込みキャンセラー部７ａの立上がり時間（Ｔｒ：例えば３秒）以上の第１所定時間（ｔ１：例えば１０秒）だけ固定値に設定する。なお、ＡＧＣは、第１所定時間（ｔ１）を経過後、通常のＡＧＣ動作に戻る。
【００４４】
起動時に、第１所定時間（ｔ１）、自動利得制御部（ＡＧＣ）のゲインを固定値に設定するので、ＡＧＣレベルをゆるやかに増加させることができ、回り込み信号Ｓｋが急激に増加することがないようにして、発振を防止することができる。
【００４５】
また、送信変換部８ａは、切替時（この場合は、予備系ユニット５からの切り替え時となる）に、スケルチ部のオンからオフへの動作時間に、回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第２所定時間（ｔ２）の遅延時間を設定するとともに、自動利得制御部の応答時間を回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第３所定時間（ｔ３）に設定する。なお、第２所定時間（ｔ２）以後は、スケルチを通常動作に戻す。
【００４６】
第２所定時間（ｔ２）の遅延時間をスケルチ動作オンからオフに設定するとともに、第３所定時間（ｔ３）の応答時間をＡＧＣに設定するので、ＡＧＣレベルを突出させることなくスロースタートで増加させることができ、回り込み信号Ｓｋが急激に増加することがないようにして、発振を防止することができる。
【００４７】
なお、第１所定時間（ｔ１）、第２所定時間（ｔ２）及び第３所定時間（ｔ３）は、制御部１０内にソフトで設定するか、送信変換部８ａ内にタイマで設定してもよい。
【００４８】
また、第１所定時間（ｔ１）、第２所定時間（ｔ２）及び第３所定時間（ｔ３）の設定は、送信変換部８ｂも同様である。
【００４９】
電力増幅部（ＰＡ）９ａは、送信変換部８ａから供給されるＵＨＦの信号を一定のゲインで増幅し、増幅した信号を同軸切替板１１を介して送信アンテナ１４から放送波送信（中継）信号Ｓｔとして送信する。
【００５０】
同軸切替板１１は、運用系ユニット４と予備系ユニット５を制御部１０の制御によって切り替える。
【００５１】
制御部１０は、ＣＰＵを基本に構成し、運用系ユニット４、予備系ユニット５および同軸切替板１１の動作を制御する。
【００５２】
制御部１０は、運用系ユニット４および予備系ユニット５から起動や切替などの動作状態情報を取り込み、制御情報を供給する。
【００５３】
また、制御部１０は、第１所定時間（ｔ１）、第２所定時間（ｔ２）及び第３所定時間（ｔ３）を送信変換部８ａおよび送信変換部８ｂに供給する。
【００５４】
さらに、制御部１０は、運用系ユニット４と予備系ユニット５、または予備系ユニット５と運用系ユニット４を切り替える制御情報を同軸切替板１１に供給する。なお、制御部は、運用系ユニット４および予備系ユニット５の各受信変換部６ａ、６ｂ、回り込みキャンセラー部７ａ、７ｂ、送信変換部８ａ、８ｂ、電力増幅部（ＰＡ）９ａ、９ｂに、それぞれ設けてもよい。
【００５５】
図２はこの発明に係る中継局送信機の起動時動作特性図である。図２において、自動利得制御部（ＡＧＣ）のゲインを回り込みキャンセラー部の立上がり時間（Ｔｒ：例えば３秒）以上の第１所定時間（ｔ１：例えば１０秒）だけ固定値に設定するので、送信変換部の出力レベルをゆやかに増加させ、回り込み波の入力レベルもゆるやかに増加させることができるため、発信を防止することができる。
【００５６】
図３はこの発明に係る中継局送信機の切替時動作特性図である。図３において、スケルチ部のオンからオフへの動作時間に、回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第２所定時間（ｔ２）の遅延時間を設定するとともに、自動利得制御部の応答時間を回り込みキャンセラーの立上がり時間（Ｔｒ）以上の第３所定時間（ｔ３）に設定するので、立上がり時間（Ｔｒ）以内には、スケルチのオン動作がなく、送信変換部の出力レベルをスロースタートで増加させ、回り込み波の入力レベルもスロースタートで増加させることができるため、発信を防止することができる。
【００５７】
次に中継局送信機の発振防止方法について説明する。図４はこの発明に係る中継局送信機の発振防止方法の一実施の形態動作フロー図である。図４において、ステップＳ１では、起動を検出したか否かを判定し、検出しない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１に移行し、検出した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２に移行する。
【００５８】
ステップＳ２では、ＡＧＣのゲインをＴｒ以上の第１所定値（ｔ１）だけ固定値に設定する。
【００５９】
ステップＳ３では、定格出力で運用動作をする。なお、ステップＳ１からステップＳ３までが起動時の動作になる。
【００６０】
ステップＳ４では、系の切替を検出したか否かを判定し、検出しない場合（ＮＯ）には、ステップＳ６に移行し、検出した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ５に移行する。
【００６１】
ステップＳ５では、スケルチＯＮ→ＯＦＦの動作時間にＴｒ以上の第２所定時間（ｔ２）の遅延時間を設定する。
【００６２】
ステップＳ６では、定格出力で運用動作をする。なお、ステップＳ３からステップＳ６までが切替時の動作になる。
【００６３】
以上説明したように、この発明に係る中継局送信機１は、送信機の起動時、または送信機の運用系から予備系の切替時に、回り込み量を抑制するＡＧＣの制御やスケルチ動作遅延を実行するので、同一周波数帯の送信側から受信側への回り込みに起因する発振を防止して、安定な中継動作を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、起動時または切替時に発生する発振を防止し、安定な中継動作を実現する中継局送信機であって、あらゆる地上デジタル放送の中継局送信機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明に係る中継局送信機の一実施の形態要部ブロック構成図
【図２】この発明に係る中継局送信機の起動時動作特性図
【図３】この発明に係る中継局送信機の切替時動作特性図
【図４】この発明に係る中継局送信機の発振防止方法の一実施の形態動作フロー図
【図５】従来の回り込みキャンセラー部の起動時出力特性図
【図６】従来の回り込みキャンセラー部の切替時出力特性図
【図７】従来の送信変換部の送信変換特性図
【図８】中継局送信機の起動時の発振現象説明図
【図９】中継局送信機の切替時の発振現象説明図
【符号の説明】
【００６６】
１…中継局送信機
２…入力フィルタ
３…分配器
４…運用系ユニット
５…予備系ユニット
６ａ、６ｂ…受信変換部
７ａ、７ｂ…回り込みキャンセラー部
８ａ、８ｂ…送信変換部
９ａ、９ｂ…電力増幅部（ＰＡ）
１０…制御部
１１…同軸切替板
１２…出力フィルタ
１３…受信アンテナ
１４…送信アンテナ
Ｓｒ…放送波受信信号
Ｓｔ…放送波送信（中継）信号
Ｓｋ…回り込み信号ト
【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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