JP3186235B2 - 共振器アンテナ - Google Patents
共振器アンテナInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は共振器アンテナに関
し、特にたとえば、移動体通信用として用いられる共振
器アンテナに関する。
し、特にたとえば、移動体通信用として用いられる共振
器アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば車載用などのような移動体通信
用の共振器アンテナとして、図１２に示すようなインダ
クタンスＬとキャパシタンスＣとを組み合わせた等価回
路を有する共振器アンテナ１が用いられる。このような
共振器アンテナ１では、インダクタンス側に給電点Ｆが
存在し、キャパシタンス側に接地点Ｅが存在する。
用の共振器アンテナとして、図１２に示すようなインダ
クタンスＬとキャパシタンスＣとを組み合わせた等価回
路を有する共振器アンテナ１が用いられる。このような
共振器アンテナ１では、インダクタンス側に給電点Ｆが
存在し、キャパシタンス側に接地点Ｅが存在する。
【０００３】このような共振器アンテナとしては、たと
えば図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すようなマイ
クロストリップアンテナがある。このマイクロストリッ
プアンテナ２は誘電体基板３を含み、その両面にパッチ
電極４とシールド電極５とが形成されている。そして、
誘電体基板３のシールド電極５側には、たとえばコネク
タが取り付けられるための突出部６が形成され、取り付
けられたコネクタの内部導体がパッチ電極４に接続さ
れ、外部導体がシールド電極５に接続されるようになっ
ている。
えば図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すようなマイ
クロストリップアンテナがある。このマイクロストリッ
プアンテナ２は誘電体基板３を含み、その両面にパッチ
電極４とシールド電極５とが形成されている。そして、
誘電体基板３のシールド電極５側には、たとえばコネク
タが取り付けられるための突出部６が形成され、取り付
けられたコネクタの内部導体がパッチ電極４に接続さ
れ、外部導体がシールド電極５に接続されるようになっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示す回路の共振器アンテナでは、インピーダンスの調
整が困難であり、外部回路とのインピーダンスマッチン
グをとることが難しかった。そのため、外部回路とのイ
ンピーダンスマッチングをとるために、図１４に示すよ
うなインダクタンスとキャパシタンスとからなるマッチ
ング用回路７を給電点Ｆに接続する必要があった。その
ため、共振器アンテナ１とは別の部品として、このよう
なマッチング用回路７を付加する必要があり、小型化が
困難であった。
に示す回路の共振器アンテナでは、インピーダンスの調
整が困難であり、外部回路とのインピーダンスマッチン
グをとることが難しかった。そのため、外部回路とのイ
ンピーダンスマッチングをとるために、図１４に示すよ
うなインダクタンスとキャパシタンスとからなるマッチ
ング用回路７を給電点Ｆに接続する必要があった。その
ため、共振器アンテナ１とは別の部品として、このよう
なマッチング用回路７を付加する必要があり、小型化が
困難であった。
【０００５】また、図１３に示すような構造の共振器ア
ンテナでは、コネクタ取り付け用突出部６があるため
に、チップ化することができず、プリント基板などに表
面実装することができない。さらに、文献などで実現さ
れているところでは、アンテナとしての特性を有するた
めには、共振器アンテナの最も長い部分で１／１０波長
程度必要であり、チップ化するためにはさらに小型化す
る必要がある。
ンテナでは、コネクタ取り付け用突出部６があるため
に、チップ化することができず、プリント基板などに表
面実装することができない。さらに、文献などで実現さ
れているところでは、アンテナとしての特性を有するた
めには、共振器アンテナの最も長い部分で１／１０波長
程度必要であり、チップ化するためにはさらに小型化す
る必要がある。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、別
部品を取り付けずにインピーダンスマッチングをとるこ
とができ、小型化およびチップ化が可能な共振器アンテ
ナを提供することである。
部品を取り付けずにインピーダンスマッチングをとるこ
とができ、小型化およびチップ化が可能な共振器アンテ
ナを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、誘電体層の
一方主面に形成される線状または面状のアンテナ電極
と、誘電体層の他方主面に形成される面状のシールド電
極とを含み、アンテナ電極とシールド電極とが誘電体層
の側面に形成された外部電極で接続され、アンテナ電極
とシールド電極との接続点を給電点とした、共振器アン
テナである。
一方主面に形成される線状または面状のアンテナ電極
と、誘電体層の他方主面に形成される面状のシールド電
極とを含み、アンテナ電極とシールド電極とが誘電体層
の側面に形成された外部電極で接続され、アンテナ電極
とシールド電極との接続点を給電点とした、共振器アン
テナである。
【０００８】
【作用】誘電体層の側面に形成された外部電極でアンテ
ナ電極とシールド電極とが接続され、その外部電極が給
電点として使用される。アンテナ電極の分布インダクタ
ンス成分およびシールド電極の分布インダクタンス成分
により、２つのインダクタンス部分からなるインダクタ
ンスが形成され、アンテナ電極とシールド電極との間に
生じる分布容量によってキャパシタンスが形成される。
これらのインダクタンスとキャパシタンスとで構成され
る共振器アンテナにおいて、２つのインダクタンス部分
のインダクタンス値の比を調整することにより、アンテ
ナのインピーダンスを変えることができる。
ナ電極とシールド電極とが接続され、その外部電極が給
電点として使用される。アンテナ電極の分布インダクタ
ンス成分およびシールド電極の分布インダクタンス成分
により、２つのインダクタンス部分からなるインダクタ
ンスが形成され、アンテナ電極とシールド電極との間に
生じる分布容量によってキャパシタンスが形成される。
これらのインダクタンスとキャパシタンスとで構成され
る共振器アンテナにおいて、２つのインダクタンス部分
のインダクタンス値の比を調整することにより、アンテ
ナのインピーダンスを変えることができる。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、２つのインダクタン
ス部分のインダクタンス値を調整することにより、外部
回路とのインピーダンスマッチングをとることができ、
別部品としてのマッチング用回路を取り付ける必要がな
い。そのため、共振器アンテナを小型化することができ
る。
ス部分のインダクタンス値を調整することにより、外部
回路とのインピーダンスマッチングをとることができ、
別部品としてのマッチング用回路を取り付ける必要がな
い。そのため、共振器アンテナを小型化することができ
る。
【００１０】また、この発明の構造を採用することによ
り、外部回路との接続を外部電極で行うことができ、コ
ネクタ取り付け用突出部などが不要となる。そのため、
プリント基板などに表面実装可能な小型のチップ部品と
して、共振器アンテナを作製することができる。
り、外部回路との接続を外部電極で行うことができ、コ
ネクタ取り付け用突出部などが不要となる。そのため、
プリント基板などに表面実装可能な小型のチップ部品と
して、共振器アンテナを作製することができる。
【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の共振器アンテナの等価回路
図である。共振器アンテナ１０は、インダクタンスＬお
よびキャパシタンスＣ１を含む。インダクタンスＬは、
２つのインダクタンス部分Ｌ１およびＬ２とからなる。
これらのインダンタンス部分Ｌ１，Ｌ２およびキャパシ
タンスＣ１がループ状に接続される。そして、２つのイ
ンダクタンス部分Ｌ１とＬ２との間に、給電点Ｆが形成
される。また、一方のインダクタンス部分Ｌ１とキャパ
シタンスＣ１との間に接地点Ｅが形成される。この接地
点Ｅが、プリント基板などのアース電極に接続される。
図１において、Ｌ３はアンテナ１０を取り付けるプリン
ト基板の持つ分布インダクタンス成分である。
図である。共振器アンテナ１０は、インダクタンスＬお
よびキャパシタンスＣ１を含む。インダクタンスＬは、
２つのインダクタンス部分Ｌ１およびＬ２とからなる。
これらのインダンタンス部分Ｌ１，Ｌ２およびキャパシ
タンスＣ１がループ状に接続される。そして、２つのイ
ンダクタンス部分Ｌ１とＬ２との間に、給電点Ｆが形成
される。また、一方のインダクタンス部分Ｌ１とキャパ
シタンスＣ１との間に接地点Ｅが形成される。この接地
点Ｅが、プリント基板などのアース電極に接続される。
図１において、Ｌ３はアンテナ１０を取り付けるプリン
ト基板の持つ分布インダクタンス成分である。
【００１３】このような等価回路を有する共振器アンテ
ナとして、たとえば図２および図３に示す構造のアンテ
ナが考えられる。この共振器アンテナ１０は、ブロック
体１１を含む。さらに、ブロック体１１は、誘電体層１
２を含む。誘電体層１２の一方主面には、アンテナ電極
１４が形成される。アンテナ電極１４は、たとえば誘電
体層１２の周縁部に沿って線状に形成される。図３に示
す共振器アンテナ１０では、アンテナ電極１４はループ
状の一部を切断した形状に形成されている。そして、ア
ンテナ電極１４の一端が、誘電体層１２の端部に引き出
される。
ナとして、たとえば図２および図３に示す構造のアンテ
ナが考えられる。この共振器アンテナ１０は、ブロック
体１１を含む。さらに、ブロック体１１は、誘電体層１
２を含む。誘電体層１２の一方主面には、アンテナ電極
１４が形成される。アンテナ電極１４は、たとえば誘電
体層１２の周縁部に沿って線状に形成される。図３に示
す共振器アンテナ１０では、アンテナ電極１４はループ
状の一部を切断した形状に形成されている。そして、ア
ンテナ電極１４の一端が、誘電体層１２の端部に引き出
される。
【００１４】また、誘電体層１２の他方主面には、シー
ルド電極１６が形成される。シールド電極１６は、誘電
体層１２の他方主面の周縁部を除くほぼ全面に形成され
る。シールド電極１６からは、誘電体層１２の対向する
端部に向かって、複数のアース端子１８が形成される。
さらに、アンテナ電極１４を覆うようにして外層２０が
形成され、シールド電極１６を覆うようにして外層２２
が形成される。これらの誘電体層１２，アンテナ電極１
４，シールド電極１６，外層２０，２２が積層された状
態で、ブロック体１１が形成されている。
ルド電極１６が形成される。シールド電極１６は、誘電
体層１２の他方主面の周縁部を除くほぼ全面に形成され
る。シールド電極１６からは、誘電体層１２の対向する
端部に向かって、複数のアース端子１８が形成される。
さらに、アンテナ電極１４を覆うようにして外層２０が
形成され、シールド電極１６を覆うようにして外層２２
が形成される。これらの誘電体層１２，アンテナ電極１
４，シールド電極１６，外層２０，２２が積層された状
態で、ブロック体１１が形成されている。
【００１５】さらに、ブロック体１１の側面には、複数
の外部電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，
２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ，２４ｉ，２４ｊ，２４ｋおよ
び２４ｌが形成される。外部電極２４ａ〜２４ｌは、ブ
ロック体１１の側面から両主面上に延びるように、断面
コ字状に形成される。これらの外部電極２４ａ〜２４ｌ
のうち、アンテナ電極１４の引き出し部に位置する外部
電極２４ａは、アンテナ電極１４の引き出し部およびシ
ールド電極１６のアース端子１８に接続される。また、
それ以外の外部電極２４ｂ〜２４ｌは、シールド電極１
６の他のアース端子１８に接続される。そして、外部電
極２４ａが給電点として用いられ、他の外部電極２４ｂ
〜２４ｌが接地用として用いられる。
の外部電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，
２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ，２４ｉ，２４ｊ，２４ｋおよ
び２４ｌが形成される。外部電極２４ａ〜２４ｌは、ブ
ロック体１１の側面から両主面上に延びるように、断面
コ字状に形成される。これらの外部電極２４ａ〜２４ｌ
のうち、アンテナ電極１４の引き出し部に位置する外部
電極２４ａは、アンテナ電極１４の引き出し部およびシ
ールド電極１６のアース端子１８に接続される。また、
それ以外の外部電極２４ｂ〜２４ｌは、シールド電極１
６の他のアース端子１８に接続される。そして、外部電
極２４ａが給電点として用いられ、他の外部電極２４ｂ
〜２４ｌが接地用として用いられる。
【００１６】この共振器アンテナ１０では、アンテナ電
極１４の分布インダクタンス成分により、等価回路のイ
ンダクタンス部分Ｌ２が形成され、シールド電極１６の
分布インダクタンス成分により、等価回路のインダクタ
ンス成分Ｌ１が形成される。また、アンテナ電極１４と
シールド電極１６との間に生じる分布容量によって、等
価回路のキャパシタンスＣ１が形成される。この共振器
アンテナ１０の共振周波数ｆr は、次式で表される。
極１４の分布インダクタンス成分により、等価回路のイ
ンダクタンス部分Ｌ２が形成され、シールド電極１６の
分布インダクタンス成分により、等価回路のインダクタ
ンス成分Ｌ１が形成される。また、アンテナ電極１４と
シールド電極１６との間に生じる分布容量によって、等
価回路のキャパシタンスＣ１が形成される。この共振器
アンテナ１０の共振周波数ｆr は、次式で表される。
【００１７】
【数１】
【００１８】実施例として、長さ８ｍｍ，幅５ｍｍ，厚
さ２．５ｍｍの積層構造の共振器アンテナを作製し、そ
の指向特性を測定した。そして、その結果を図４に示し
た。なお、この共振器アンテナにおいては、Ｃ１＝１．
９１ｐＦ，Ｌ１＋Ｌ２＝４．９１ｎＨであり、共振器ア
ンテナの共振周波数は１．６４４ＧＨｚであった。図４
からわかるように、この共振器アンテナ１０では、無指
向性のアンテナを得ることができた。また、アンテナ利
得は、最もよいところで、−１１．０ｄＢｉであった。
さ２．５ｍｍの積層構造の共振器アンテナを作製し、そ
の指向特性を測定した。そして、その結果を図４に示し
た。なお、この共振器アンテナにおいては、Ｃ１＝１．
９１ｐＦ，Ｌ１＋Ｌ２＝４．９１ｎＨであり、共振器ア
ンテナの共振周波数は１．６４４ＧＨｚであった。図４
からわかるように、この共振器アンテナ１０では、無指
向性のアンテナを得ることができた。また、アンテナ利
得は、最もよいところで、−１１．０ｄＢｉであった。
【００１９】この共振器アンテナ１０では、アンテナ電
極１４の幅や長さを調整することによりインダクタンス
部分Ｌ２のインダクタンス値を調整することができ、シ
ールド電極１６の面積などを調整することによりインダ
クタンス部分Ｌ１のインダクタンス値を調整することが
できる。そして、これらのインダクタンス部分Ｌ１，Ｌ
２のインダクタンス値の比を調整することによって、共
振器アンテナ１０のインピーダンスを調整することがで
きる。そのため、外部回路とのインピーダンスマッチン
グをとることができ、別部品としてのマッチング用回路
を取り付ける必要がない。したがって、共振器アンテナ
１０を小型化することができる。
極１４の幅や長さを調整することによりインダクタンス
部分Ｌ２のインダクタンス値を調整することができ、シ
ールド電極１６の面積などを調整することによりインダ
クタンス部分Ｌ１のインダクタンス値を調整することが
できる。そして、これらのインダクタンス部分Ｌ１，Ｌ
２のインダクタンス値の比を調整することによって、共
振器アンテナ１０のインピーダンスを調整することがで
きる。そのため、外部回路とのインピーダンスマッチン
グをとることができ、別部品としてのマッチング用回路
を取り付ける必要がない。したがって、共振器アンテナ
１０を小型化することができる。
【００２０】この共振器アンテナ１０は、図５に示すよ
うに、プリント基板３０などに表面実装することができ
る。このプリント基板３０の一方主面には、たとえばス
トリップ電極３２とアース電極３４とが間隔を隔てて形
成される。この場合、ストリップ電極３２はプリント基
板３０の一端から延びるようにして形成され、アース電
極３４はストリップ電極３２を囲むようにして形成され
る。そして、ストリップ電極３２に外部電極２４ａが接
続され、アース電極３４に外部電極２４ｂ〜２４ｌが接
続される。共振器アンテナ１０に接続されたストリップ
電極３２およびアース電極３４は、コネクタ３６などを
介して、他の回路に接続することができる。
うに、プリント基板３０などに表面実装することができ
る。このプリント基板３０の一方主面には、たとえばス
トリップ電極３２とアース電極３４とが間隔を隔てて形
成される。この場合、ストリップ電極３２はプリント基
板３０の一端から延びるようにして形成され、アース電
極３４はストリップ電極３２を囲むようにして形成され
る。そして、ストリップ電極３２に外部電極２４ａが接
続され、アース電極３４に外部電極２４ｂ〜２４ｌが接
続される。共振器アンテナ１０に接続されたストリップ
電極３２およびアース電極３４は、コネクタ３６などを
介して、他の回路に接続することができる。
【００２１】このように、この共振器アンテナ１０は、
チップ化が可能であり、プリント基板３０に表面実装す
ることができる。しかも、このような構造にすれば、共
振器アンテナ１０の最大長さを１／２０波長程度にする
ことができ、小型化が可能である。
チップ化が可能であり、プリント基板３０に表面実装す
ることができる。しかも、このような構造にすれば、共
振器アンテナ１０の最大長さを１／２０波長程度にする
ことができ、小型化が可能である。
【００２２】なお、アンテナ電極１４の形状としては、
図６および図７に示すように、その幅を変えてもよい
し、図８に示すように、誘電体層１２の周縁部から中央
部まで延びるように渦巻き状に形成されてもよい。さら
に、図９に示すように、アンテナ電極１４を面状に形成
してもよい。このように、アンテナ電極１４の幅，長
さ，面積などを変えることによって、インダクタンス部
分Ｌ１とインダクタンス部分Ｌ２とのインダクタンス値
の比を調整することができる。
図６および図７に示すように、その幅を変えてもよい
し、図８に示すように、誘電体層１２の周縁部から中央
部まで延びるように渦巻き状に形成されてもよい。さら
に、図９に示すように、アンテナ電極１４を面状に形成
してもよい。このように、アンテナ電極１４の幅，長
さ，面積などを変えることによって、インダクタンス部
分Ｌ１とインダクタンス部分Ｌ２とのインダクタンス値
の比を調整することができる。
【００２３】また、図１０に示すように、誘電体層１２
とシールド電極１６との間に、別の誘電体層４０を挟ん
で面状のスタック電極４２を形成してもよい。この共振
器アンテナ１０では、スタック電極４２とアンテナ電極
１４との間およびスタック電極４２とシールド電極１６
との間に静電容量が発生し、共振器アンテナ１０の帯域
幅を大きくすることができる。図１０に示す構造で、８
ｍｍ×５ｍｍ×２．５ｍｍの大きさの共振器アンテナ１
０を作製し、その指向特性を測定して図１１に示した。
図１１からわかるように、この共振器アンテナ１０で
も、無指向性のアンテナを得ることができる。また、ア
ンテナ利得は、最もよいところで、−５．９８ｄＢｉで
あった。
とシールド電極１６との間に、別の誘電体層４０を挟ん
で面状のスタック電極４２を形成してもよい。この共振
器アンテナ１０では、スタック電極４２とアンテナ電極
１４との間およびスタック電極４２とシールド電極１６
との間に静電容量が発生し、共振器アンテナ１０の帯域
幅を大きくすることができる。図１０に示す構造で、８
ｍｍ×５ｍｍ×２．５ｍｍの大きさの共振器アンテナ１
０を作製し、その指向特性を測定して図１１に示した。
図１１からわかるように、この共振器アンテナ１０で
も、無指向性のアンテナを得ることができる。また、ア
ンテナ利得は、最もよいところで、−５．９８ｄＢｉで
あった。
【００２４】このように、この発明によれば、インピー
ダンスマッチングのための別部品を必要とせず、共振器
アンテナを小型のチップ部品とすることができる。した
がって、共振器アンテナをプリント基板などに表面実装
することが可能となる。なお、アンテナ電極は必ずしも
その端部を引き出す必要はなく、中間部から誘電体層の
端部に引き出してもよい。この場合、上述の各実施例と
は異なる側面に、給電点となる外部電極が形成される。
また、このような積層構造の共振器アンテナとすれば、
図１に示す回路の共振器アンテナだけでなく、従来の等
価回路を有する共振器アンテナもチップ化することがで
きる。
ダンスマッチングのための別部品を必要とせず、共振器
アンテナを小型のチップ部品とすることができる。した
がって、共振器アンテナをプリント基板などに表面実装
することが可能となる。なお、アンテナ電極は必ずしも
その端部を引き出す必要はなく、中間部から誘電体層の
端部に引き出してもよい。この場合、上述の各実施例と
は異なる側面に、給電点となる外部電極が形成される。
また、このような積層構造の共振器アンテナとすれば、
図１に示す回路の共振器アンテナだけでなく、従来の等
価回路を有する共振器アンテナもチップ化することがで
きる。
【図１】この発明の共振器アンテナの等価回路図であ
る。
る。
【図２】この発明の共振器アンテナを示す斜視図であ
る。
る。
【図３】図２に示す共振器アンテナのブロック体を示す
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図４】図２に示す共振器アンテナの指向特性を示す特
性図である。
性図である。
【図５】図２に示す共振器アンテナをプリント基板に実
装した状態を示す図解図である。
装した状態を示す図解図である。
【図６】図２に示す共振器アンテナのアンテナ電極の一
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図７】図６に示すアンテナ電極の変形例を示す平面図
である。
である。
【図８】図６に示すアンテナ電極の他の変形例を示す平
面図である。
面図である。
【図９】巣６に示すアンテナ電極のさらに他の変形例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図１０】この発明の他の例を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０に示す共振器アンテナの指向特性を示
す特性図である。
す特性図である。
【図１２】この発明の背景となる従来の共振器アンテナ
の等価回路図である。
の等価回路図である。
【図１３】（Ａ）は従来の共振器アンテナの構造を示す
平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図１４】従来の共振器アンテナでインピーダンスマッ
チングをとるためにマッチング用回路を付加した状態を
示す回路図である。
チングをとるためにマッチング用回路を付加した状態を
示す回路図である。
１０ 共振器アンテナ １２ 誘電体層 １４ アンテナ電極 １６ シールド電極 １８ アース端子 ２４ａ〜２４ｌ 外部電極 Ｌ インダクタンス Ｌ１，Ｌ２ インダクタンス部分 Ｃ１ キャパシタンス Ｆ 給電点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−35828（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−308604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262502（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 13/08 H01Q 1/38
Claims (1)
- 【請求項１】 誘電体層の一方主面に形成される線状ま
たは面状のアンテナ電極、および前記誘電体層の他方主
面に形成される面状のシールド電極を含み、 前記アンテナ電極と前記シールド電極とが前記誘電体層
の側面に形成された外部電極で接続され、前記アンテナ
電極と前記シールド電極との接続点を給電点とした、共
振器アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22463692A JP3186235B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 共振器アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22463692A JP3186235B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 共振器アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653733A JPH0653733A (ja) | 1994-02-25 |
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