(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ装置において、
反射器を画定する少なくとも１つのハウジングパネル（１８、２０、２２、２４、２６）を有するハウジング（１２）と、
該ハウジング（１２）内に配置されたダイポールアンテナ（１６）であって、共に電磁的に結合された第一のダイポール部材（４２）及び第二のダイポール部材（４４）を有し、該第一のダイポール部材（４２）が第一の矩形のダイポール要素（４６）を有し、前記第二のダイポール部材（４４）が第二の矩形のダイポール要素（５８）を有し、前記第一及び第二のダイポール要素（４６、５８）が実質的に同一の平面の上に配置されるようにした、前記ダイポールアンテナ（１６）と、
前記ハウジング（１２）内に伸び且つ前記ダイポール部材（４２、４４）の１つに電気的に接続されたケーブル（３６）とを備え、
第一のダイポール部材（４２）が、第一の伝送バラン（ｂａｌｕｎ）部材（５２）及び第一の取り付けプレート（５４）を有し、
第二のダイポール部材（４４）が第二の伝送バラン部材（５９）及び第二の取り付けプレート（６１）を有し、
前記第一及び第二の取り付けプレート（５４、６１）がハウジング（１２）に取り付けられ、
第一及び第二の伝送バラン部材（５２、５９）が、所定の距離だけ隔てられ且つ実質的に互いに平行に配置され、
第一の伝送バラン部材（５２）が、第一のダイポール要素（４６）に対し実質的に垂直であり、
第二の伝送バラン部材（５９）が、第二のダイポール要素（５８）に対し実質的に垂直であり、
前記ケーブル（３６）の内側導体（６０）が、前記第一及び第二の伝送バラン部材（５２、５９）の間に取り付けられ、
前記ケーブルの外側導体（６２）が、前記第一の伝送バラン部材（５２）に電気的に接続され、
前記ケーブルの内側導体（６０）が、前記第一のダイポール要素（４６）に電気的に接続される、装置。
【請求項２】
請求項１による装置において、
第一のダイポール要素（４６）、伝送バラン部材及び取り付けプレートが単一の金属片にて形成され、
第二のダイポール要素（５８）、伝送バラン部材及び取り付けプレートが単一の金属片にて形成される、装置。
【請求項３】
請求項１による装置において、
前記ケーブルの外側導体（６２）が、第一の伝送バラン部材（５２）の押し抜いた部分により第一の伝送バラン部材（５２）に接続され、
前記ケーブルの内側導体（６０）が、第一のダイポール要素（４６）の押し抜いた部分により第一のダイポール要素（４６）に接続される、装置。
【請求項４】
請求項１による装置において、
ケーブル（３６）が、該ケーブル（３６）を第一のダイポール部材（４２）から分離させ得るように、分離片（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）（６８）により第一の伝送バラン部材（５２）に接続され、
前記分離片（６８）が第一の伝送バラン部材（５２）により形成される、装置。
【請求項５】
請求項１による装置において、
ハウジング（１２）が、互いに対して約９０度にて角度が付けられた第一及び第二の側部パネル（２２、２４）を有し且つ截頭円錐形の隅部の形態を形成し得るように矩形の後部パネル（２６）に接続される、装置。
【請求項６】
請求項５による装置において、
ハウジング（１２）が台形の頂部パネル（１８）及び底部パネル（２０）を更に備える、装置。
【請求項７】
請求項１による装置において、
ハウジング（１２）が前側パネルのレードーム（ｒａｄｏｍｅ）（１４）を更に備え、
前記前側パネルのレードーム（１４）が、伸びたクリップ（３０）によりハウジング（１２）の側部パネル（２２、２４）に取り外し可能に取り付けられる、装置。
【請求項８】
請求項１による装置において、
アンテナ装置が８００乃至１０５０ＭＨｚの範囲内で高性能の受信及び伝送機能を提供する、装置。
【請求項９】
セル方式通信用帯域周波数を受信し且つ伝送するアンテナにおいて、
互いに対して約９０度の角度に配置された角度付きの側部パネル（２２、２４）と、台形の頂部パネル（１８）及び底部パネル（２０）と、截頭円錐形の隅部形態を画定する後部パネル（２６）とを有するハウジング（１２）であって、該ハウジング（１２）のパネルがアンテナ反射器である該ハウジング（１２）と、
該ハウジング（１２）内に配置された第一のダイポール部材（４２）であって、第一のダイポール要素（４６）と該第一のダイポール要素（４６）に接続された第一の細長い伝送バラン部材（５２）と、第一の伝送バラン部材（５２）及び後部パネルに接続された第一の取り付けプレート（５４）とを有し、第一の伝送バラン部材（５２）が、第一のダイポール要素（４６）に対して実質的に垂直である前記第一のダイポール部材（４２）と、
該ハウジング（１２）内に配置された第二のダイポール部材（４４）であって、第二のダイポール要素（５８）と該第二のダイポール要素（５８）に接続された第二の細長い伝送バラン部材（５９）と、第二の伝送バラン部材（５９）及び後部パネルに接続された第二の取り付けプレート（６１）とを有し、第二の伝送バラン部材（５９）が、第二のダイポール要素（５８）に対して実質的に垂直である前記第二のダイポール部材（４４）と、
ハウジング（１２）を貫通して伸びる同軸ケーブル（３６）であって、該ケーブルの外側導体（６２）が第一の伝送バラン部材（５２）に電気的に接続され、該ケーブルの内側導体（６０）が第一のダイポール要素（４６）に電気的に接続され、前記内側導体（６０）が第一のバラン部材（５２）と第二のバラン部材（５３）との間を第一のバラン部材（５２）に沿って伸びるようにした、前記同軸ケーブル（３６）とを備える、アンテナ。
【請求項１０】
請求項９によるアンテナにおいて、
第一及び第二のダイポール要素（４６、５８）が矩形のプレートである、アンテナ。
【請求項１１】
請求項１０によるアンテナにおいて、
第一及び第二のダイポール要素（４６、５８）が、同一の平面上に配置される、アンテナ。
【請求項１２】
請求項９によるアンテナにおいて、
第一及び第二の伝送バラン部材（５２、５９）が互いに対向し且つ実質的に平行である、アンテナ。
【請求項１３】
請求項９による装置において、
ケーブル（３６）が、該ケーブル（３６）を第一のダイポール部材（４２）から分離させ得るように、分離片（６８）により第一の伝送バラン部材（５２）に接続され、
前記分離片（６８）が第一の伝送バラン部材（５２）により形成される、装置。
【請求項１４】
請求項９による装置において、
前記ケーブルの外側導体（６２）が、第一の伝送バラン部材（５２）の押し抜いた部分により第一の伝送バラン部材（５２）に接続され、
前記ケーブルの内側導体（６０）が、第一のダイポール要素（４６）の押し抜いた部分により第一のダイポール要素（４６）に接続される、装置。
【請求項１５】
請求項９による装置において、
ハウジング（１２）が、前側パネルのレードーム（１４）を更に備え、
該前側パネルのレードーム（１４）が、伸びたクリップによりハウジング（１２）の側部パネル（２２，２４）に取り外し可能に取り付けられる、装置。
【請求項１６】
アンテナ装置を提供する方法において、
反射器を画定する少なくとも１つのハウジングパネル（１８、２０、２２、２４、２６）を有するハウジング（１２）を提供するステップと、
第一のダイポール部材（４２）及び第二のダイポール部材（４４）を有するダイポールアンテナ（１６）であって、第一のダイポール部材（４２）が第一の矩形のダイポール要素（４６）を有し、前記第二のダイポール部材（４４）が第二の矩形のダイポール要素（５８）を有する前記ダイポールアンテナ（１６）を提供するステップと、
第一及び第二の矩形のダイポール要素（４６、５８）が実質的に同一の平面上にあり、第一のダイポール部材（４２）及び第二のダイポール部材（４４）が共に電磁的に接続されるように第一のダイポール部材（４２）及び第二のダイポール部材（４４）をハウジング（１２）内に取り付けるステップと、
ケーブル（３６）をハウジング（１２）内に伸ばし且つ該ケーブル（３６）をダイポール部材（４２、４４）の１つに電気的に接続するステップとを備え、
ダイポールアンテナ（１６）を提供するステップが、第一のダイポール要素（４６）、第一の伝送バラン部材（５２）及び第一の取り付けプレート（５４）を含むように、第一のダイポール部材（４２）を単一の金属片から形成することと、
第二のダイポール要素（５８）、第二の伝送バラン部材（５９）及び第二の取り付けプレート（６１）を含むように、第二のダイポール部材（４４）を単一の金属片から形成することとを備え、
前記ダイポールアンテナ（１６）をハウジング（１２）内に取り付けるステップが、第一及び第二の伝送バラン部材（５２、５９）が互いに対して平行で且つバランを画定し得るように第一及び第二の取り付けプレート（５４、６１）をハウジング（１２）に電気的に接続することを含み、
前記ケーブル（３６）を第一のダイポール部材（４２）に接続するステップが、ケーブルの外側導体（６２）を第一のダイポール部材（４２）の第一の伝送バラン部材（５２）に接続することと、ケーブルの内側導体（６０）を第一のダイポール要素（４６）に接続することとを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６による方法において、
ハウジング（１２）を提供するステップが、約９０度にて互いに対して角度が付けられ且つ截頭円錐形の隅部形態を形成し得るように矩形の後部パネル（２６）に接続された第一及び第二の側部パネル（２２、２４）を有するハウジング（１２）を提供することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、全体として、アンテナ、より具体的には、９０度截頭円錐形の反射器ハウジング及び矩形のダイポール要素を採用する屋内用の低コスト、高性能の指向性のセル方式通信用帯域アンテナに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
当該技術分野には多くの型式の通信用アンテナが存在する。色々なアンテナの設計の各々は、特定の作動帯域幅にて適正に作動しなければならない。セル式電話機用のアンテナは、８００乃至１０５０ＭＨｚ範囲内の信号を効果的に受信し且つ伝送しなければならない。ある建物材料は、セル帯域信号を顕著に減衰させ、これにより、屋内にて電話機が効果的に作動する能力を低下させる可能性がある。このため、セル式電話機をスペース内にて適正に作動させるべく外部のアンテナに電気的に接続された部屋又は内部スペース内にセル方式通信用帯域アンテナを提供することが望ましい。幾つかの異なる条件が、これら型式のアンテナの設計を左右する。これらの条件には、低コスト、製造及び組み立ての容易さ、取り付けの容易さ、スペース内に目立たないように取り付け得ること、所望の帯域幅に亙る高性能、適正な前後電界比（ＦＢＲ）及び信頼性が含まれる。
【０００３】
この型式の現在技術のアンテナは、三角形のダイポールと、９０度コーナ反射器アンテナと、アレンマイクロフィル（Ａｌｌｅｎ  ＭｉｃｒｏＦｉｌｌ）屋内アンテナモデルＮＯ．ＤＢ７８１及びＤＢ７９１のようなレードームアンテナ、当業者に公知のシュナー（Ｓｕｈｎｅｒ）面型アンテナを含む。しかし、上述した望ましい特徴の１つ以上を向上させ得るように、既存のアンテナを改良することができる。このため、本発明の１つの目的は、現在のアンテナ技術の設計に優る顕著な改良点を有するセル方式通信用帯域の周波数範囲にて作動可能な屋内アンテナを提供することである。
【０００４】
【発明の概要】
本発明の教示によれば、低コスト、製造及び組み立てが容易で且つ取り付けが容易であり、当該技術分野に存在する比較可能なアンテナよりも優れた性能を有する屋内用セル方式通信用帯域アンテナが開示される。このアンテナは、斜めの側部パネルと、台形の頂部パネル及び底部パネルと、９０度截頭円錐形の隅部形態を画定する矩形の後部パネルとを含む、金属製の外側ハウジングを備えている。側部パネルに対して形成された長いクリップの下方に摺動させることにより、レードームがハウジングの前側の上方に配置される。アンテナダイポールは、ハウジング内に取り付けられ、また、該アンテナダイポールは、僅かな相違点を除いて、互いに実質的に鏡像であるように配置された２つのダイポール部材を備えている。ダイポール部材の各々は、矩形のダイポール要素と、細長い伝送バラン（ｂａｌｕｎ）部材と、後部取付けプレートとを備えている。伝送バラン部材は、互いに対して平行であり且つダイポール部材の間に電磁的結合を提供し得るように、所定の距離だけ隔てられている。アンテナケーブルは、ハウジングの頂部パネルを貫通して伸びて、分配装置を介して外部アンテナに接続される。ケーブルの外側導体は、ダイポール部材の一方の伝送バラン部材に電気的に接続され、また、内側導体は、同一のダイポール部材のダイポール要素に電気的に接続される。ケーブルの内側導体及び外側導体は、ダイポール部材から形成されたコネクタによってダイポール部分に取り付けられる。本発明の更なる目的、利点及び特徴は、添付図面と共に参照したとき、以下の説明及び特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【０００５】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
経済的な屋内用セル方式通信用帯域アンテナに関する、好ましい実施の形態の以下の説明は、性質上、単に一例にしか過ぎず、本発明又はその用途或いはその使用を何ら制限することを意図するものではない。特に、本発明のアンテナは、ホテルの部屋又はオフィス建物のような、内部スペースに有用であり、また、セル式電話機の周波数にて作動可能なアンテナとして説明する。しかし、本発明のアンテナの特別な設計及び特徴は、その他の型式のアンテナの使用及びＰＣＳ及びＧＳＭのような、その他のセル方式通信用帯域用として広い用途を有している。
【０００６】
図１は、本発明の実施の形態によるセル方式通信用帯域アンテナ１０の斜視図である。該アンテナ１０は、対象とする波長の電磁放射線に対して透過性であるプラスチック製カバーすなわちレードーム１４を含む、金属製の外側ハウジングを備えている。図２には、図１に示したアンテナ１０の同一の斜視図が図示されているが、ハウジング１２内のアンテナダイポール１６を露出させるためレードーム１４は除去してある。以下に説明するように、アンテナダイポール１６は、アンテナ性能を向上させ、低コストで且つ容易に製造でき且つその他の利点を提供する矩形のダイポール要素を含む特徴的で且つ経済的なアンテナの設計である。
【０００７】
図３には、レードーム１４及びアンテナダイポール１６が除去された、ハウジング１２の斜視図が図示されている。ハウジング１２は、対向した台形の頂部パネル１８及び底部パネル２０と、図示するように、レードーム１４から後部パネル２６まで伸びる斜めの側部パネル２２、２４とを有している。側部パネル２２、２４及び後部パネル２６の組合わせ体は、９０度の截頭円錐形の隅部形態を画定し、後部パネル２６を除去し且つ側部パネル２２、２４を長くさせたならば、側部パネル２２、２４は、９０度の角度にて交差する。側部パネル２２、２４の組合わせ体は、頂部パネル１８及び底部パネル２０と後部パネル２６との組み合わ体と共に、電磁放射線をレードーム１４に向けて反射し、アンテナの前後電界比（ＦＢＲ）を増大させる。
【０００８】
特殊な形態とした一連の取り付けスロット２８が後部パネル２６及び側部パネル２２、２４を貫通して伸びており、このため、部屋のコーナ部の目立たない位置に、ねじ等によってアンテナ１０を迅速に且つ容易に取り付けることができる。レードーム１４の各隅部にて側壁２２、２４には、「Ｊ字形」のクリップ３０が形成されており、このため、クリップ３０と頂部パネル１８及び底部パネル２０との間に摺動させることにより、レードーム１４をハウジング１２に取り付けることができる。クリップ３０の拡大図が図４に図示されている。以下により詳細に説明するように、同軸アンテナケーブル３６がアンテナダイポール１６と接続するように、ハウジング１２内に伸びることを許容すべく、後部パネル２６の基端側にて円形の開口部３４が頂部パネル１８に形成されている。ハウジング１２は、経済的な金属圧延、切断及び／又は押抜き工程により形成される。
【０００９】
図５は、ハウジング１２から除去したアンテナダイポール１６の前側斜視図を示し、図６は、その後方斜視図を示す。アンテナダイポール１６は、第一のダイポール部材４２と、第二のダイポール部材４４とを有している。これらのダイポール部材４２、４４は、説明及び図面から明らかである僅かな相違点を除いて、互いに鏡像である。図７乃至図９には、ダイポール１６から分離し且つケーブル３６に接続した部材４２の異なる斜視図が図示されている。図１０には、ダイポール１６から分離した、ダイポール部材４４の斜視図が図示されている。ダイポール部材４２は、矩形のダイポール要素４６と、細長い伝送バラン部材５２と、取り付け基部プレート５４とを有している。ダイポール要素４６、伝送バラン部材５２及び基部プレート５４は、曲げられ且つ図示するような形状に形成された、アルミニウムのような導電性金属の単一の片で形成されている。一対のボルト５６が基部プレート５４を貫通して伸びて、ダイポール部材４２を電気的に接触した状態にて後部パネル２６に取り付ける。
【００１０】
第２ダイポール部材４４は、矩形のダイポール要素５８と、伝送バラン部材５９と、基部プレート６１とを有するダイポール部材４２と実質的に同一の構成要素を含む。ダイポール要素４６、５８は、分離したとき単極の要素である。２つのダイポール要素４６、５８は、実質的に同一の平面内に配置され且つレードーム１４に向けて方向決めされている。ダイポール部材４２、４４の２つの細長い平行な伝送部材５２、５９はバランを形成する。部材５２、５９は、対象とする周波数帯域に基づいて所定の距離だけ互いに分離されて、当業者に理解し得るように、ダイポール部材４２、４４と要素４６、５８への電気導線とを電磁的に接続する。ダイポール部材４２、４４の間の間隔及びこれらダイポール部材の形態、及び部材４６、５８の形状は、本明細書に記載した帯域幅にてアンテナ１０が高性能に作動することを許容する。
【００１１】
ケーブル３６は、ダイポール部材４２に接続され、アンテナ１０に電磁放射線を伝送し且つアンテナ１０が受け取った電磁放射線に対する導線である。ケーブル３６は、内側導体６０と、外側導体６２とを備えている。外側導体６２は、伝送バラン部材５２から押し抜きされ且つ図示するように形成された一対の取り付けタブ６４によってダイポール部材４２に電気的に接続されている。図１１には、外側導体６２が取り付けられていない取り付けタブ６４の１つの切欠き断面図が図示されている。
【００１２】
内側導体６０と外側導体６２との間の絶縁層６６は、バラン部材５２を貫通し且つバラン部材５２、５９間をその長さに沿って伸びている。バラン部材５２の切欠き部分にて形成された金属分離片（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）６８は、ケーブル３６の内側導体６０及び絶縁層６６をバラン部材５２に対する所定の位置に保持する。図示するように、導体６０を適正な位置に保持するため、バラン部材５２と内側導体６０との間に発泡スペーサ６７が配置されている。バラン部材５９の切欠き部分から形成された金属分離片６９は、また、バラン部材５２、５９の間に適正な間隔を提供する働きもする。更に、Ｔｙラップ（Ｔｙ−Ｒａｐ）のような接続切片７１をバラン部材５２の周りに巻いて寸法的一体性を提供することもできる。分離片６８及びスペーサ６７は、内側導体６０をダイポール部材４２のバラン部材５２とダイポール部材４４のバラン部材５９との間の望ましい分離位置に配置し得るよう、特に設計されている。
【００１３】
内側導体６０は、バラン部材５２を貫通して後方に伸び、図示するように、要素４６の一部分を押し抜くことにより形成された一対のコネクタ７０により矩形のダイポール要素４６に電気的に接続されている。図１２には、コネクタ７０の１つの切欠き断面図が図示されている。
【００１４】
アンテナ１０の形態及び設計は、上述したように、従来技術のこの型式のアンテナに対し多数の利点をもたらす。特に、アンテナ１０は、低コストで、製造及び組み立てが容易であり、取り付けが簡単で且つ優れた電気的性能を提供する。矩形のダイポール要素４６、５８及びアンテナダイポール部材４２、４４の形態は８００乃至１０５０ＭＨｚの範囲内で高性能の作動を可能にする。アンテナ１０は、８．０ｄＢｉ以上の優れた利得を有し、また、７８０乃至９６０ＭＨｚの範囲内で２５ｄＢ以上、９６０乃至１０５０ＭＨｚの範囲内で２０ｄＢ以上の優れた前後電界比を有する。更に、アンテナ１０は、７０度乃至８０度における３ｄＢのビーム幅方位角面と、５５度乃至７０度における３ｄＢビーム幅仰角面とを有する。インピーダンスは５０オーム、偏光状態は直線状、８００乃至１０５０ＭＨｚの範囲に亙るＶＳＷＲはアンテナ１０の１．５倍以下である。
【００１５】
一つの実施の形態において、上述した性能に対し、アンテナ１０は次の寸法を有する。レードーム１４は２２８．６ｍｍ（９インチ）×２２８．６ｍｍ（９インチ）の方形である。後部パネル２６は中心に配置され且つ４３．１８ｍｍ（１．７インチ）の幅を有する。クリップ３０の長さは６．６０４ｍｍ（０．２６インチ）で、間隔は１．７７８ｍｍ（０．０７インチ）である。レードーム１４から後部パネル２６までの垂直距離は９２．０７５ｍｍ（３．６２５インチ）である。ダイポール要素４６、５８は長さ１８０．３４ｍｍ（７．１インチ）であり、幅７５．２３５ｍｍ（２．９６２インチ）及び厚さ１．５７５ｍｍ（０．０６２インチ）である。バラン部材５２、５９は長さが９１．０５９ｍｍ（３．５８５インチ）であり、その最狭小点における幅は２５．４ｍｍ（１．０インチ）である。基部プレート５４は３８．１ｍｍ（１．５０インチ）の四角である。クリップ６４、７０及び分離片６８は全てダイポール要素４６の幅及びバラン部材５２の幅に対して中心の位置に配置されており、ダイポール要素４６の頂部及び底部から９０．１７ｍｍ（３．５５インチ）の距離にある。分離片６８は、バラン部材５２から５．３３４ｍｍ（０．２１インチ）だけ伸び、幅が５．０８ｍｍ（０．２インチ）である。クリップ７０は約９．３９８ｍｍ（約０．３７インチ）の長さであり、内側ケーブル６０に対して約１．７７８ｍｍ（約０．０７インチ）の開口部を提供する。クリップ６２は、２．２８６ｍｍ（０．０９インチ）の開口部を提供する。
【００１６】
上記の説明は本発明の単に一例の実施の形態を開示し且つ説明するものである。当業者は、上記の説明、添付図面及び特許請求の範囲の記載から、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、色々な形状、改変例及び変更例を為すことが可能であることが容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一つの実施の形態による屋内用セル方式通信用帯域アンテナの斜視図である。
【図２】  前側カバーを除去した、図１に図示したアンテナの斜視図である。
【図３】  前側カバーが存在しない、図１に図示したアンテナのハウジングの斜視図である。
【図４】  図１に図示したアンテナのハウジングに対しカバーを保持するハウジングクリップの切欠き図である。
【図５】  ハウジングから除去した矩形の形状の２つのダイポール要素を含む、アンテナのアンテナダイポールの前側斜視図である。
【図６】  図５に図示したアンテナのアンテナダイポールの後側斜視図である。
【図７】  アンテナケーブルの接続状態を示す、図５に図示したダイポールのダイポール部材の１つの斜視図である。
【図８】  図７の接続状態にあるダイポール部材の斜視図である。
【図９】  図７の接続状態にあるダイポール部材の斜視図である。
【図１０】  図５に図示したダイポールの他のダイポール部材の斜視図である。
【図１１】  アンテナケーブルの外側導体を保持するために使用される押し抜いたクリップの切欠き断面図である。
【図１２】  アンテナケーブルの内側導体に対する押し抜いたコネクタを示すダイポール要素の１つの一部分の切欠き断面図である。
【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】
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【図１２】
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