JP3215295U - 立体アンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】埋込型Wi−Fi基地局に応用しても良好な無線伝送及び受信能力を持たせることができる立体アンテナを提供する。【解決手段】立体アンテナは第1アンテナ1と第2アンテナ2と中性線3とを包括する。アンテナ1、2が回路基板4上に直立し、長サブプレート12、22、延伸プレート13、23、及び短サブプレート14、24が設けられている。長サブプレート12、22と延伸プレート13、23が共同でL字型を呈すると共に第1主要共振モードの経路を形成できる。短サブプレート14、24の延伸方向は長サブプレート12、22と逆であり、かつ第2主要共振モードの経路を形成できる。中性線3の一側面が回路基板4の頂面と平行になるよう保持され、対応する両端縁が各々それらアンテナ1、2の頂端に連結することで電流零点を形成すると共に電流の干渉を低減又は第1アンテナ1と第2アンテナ2の間の容量性カップリングを相殺する。【選択図】図1
Description
本考案は、立体アンテナに関し、特に、埋込型Wi−Fi基地局中に応用される立体アンテナに関する。
近年、無線通信産業の急速な発展につれ、各種無線通信設備も絶え間なく新製品が発売し続けられている。市場においてもそれら無線通信設備に対する要求が、その外観上における軽薄短小を重視する以外に、更に、信号を安定して伝送する通信品質を両立できるかどうかも重視している。更に、「アンテナ」は、それら無線通信設備中において、無線信号の送受信及びデータ伝送のために用いられる必要不可欠な素子であり、その関連技術の研究開発も無線通信産業の急速な発展につれ、関連の技術分野で注目される焦点となってきた。
「アンテナ」は、電磁エネルギー(electromagnetic energy)を空間中に発射でき又は空間中から電磁エネルギーを受信できる導電体或いは導電システムである。一般に、アンテナは、同時に四方八方に電磁エネルギーを放射して該電磁エネルギーで形成された無線信号を遠隔地にある他の電子機器に受信されることができる。また、異なるアンテナ構造によって無線信号の異なる方向における伝送性能に差がある。この特性の図形化の表示方式が「放射パターン(Radiation Pattern)」である。製品のニーズ及び放射パターンの違いによってアンテナを大まかに無指向性(Omni−directional)アンテナ及び指向性(Directional)アンテナに区分できる。従来、よく見られるアンテナ製作技術は、アンテナをそれら無線通信設備内部の回路基板に設け、特に甚だしいのはそれら無線通信設備内部の電子部品の作動時に生じる電磁波がアンテナに対し干渉するのを避けるため、それら無線通信設備のアンテナの多くがそれら無線通信設備の内部隅角部に設けられると共に被覆して隔離されている。上述の設計方式は、通信品質やパフォーマンスの向上を大きく制限しているだけでなく、それら無線通信設備内部に適切にアンテナを配置するため、製品全体が軽薄短小という設計目標を達成することを難しくさせている。
また、狭小住宅にとって居住スペースを取らないため、「埋込型Wi−Fi基地局」も人気のある製品である。しかしながら、「埋込型Wi−Fi基地局」の使用方法は、壁面内に埋め込まれるため、そのアンテナ設計及びアンテナで形成できるパターン、アイソレーション、リターンロス等の特性が、従来の卓上型のWi−Fi基地局に比べ、更に厳しく、また困難である。
以上の説明でも分かるように、如何にして「埋込型Wi−Fi基地局」についてより適するアンテナアーキテクチャを設計するかが、本考案が解決しようとする重要な課題の一つである。
本考案は、「埋込型Wi−Fi基地局」と従来の卓上型Wi−Fi基地局の取り付け環境の違いにより、既存の卓上型Wi−Fi基地局のアンテナ設計理念を「埋込型Wi−Fi基地局」上に適用できないことに鑑みてなされた。本考案の目的は、「埋込型Wi−Fi基地局」に応用しても良好な無線伝送及び受信能力を持たせることができる立体アンテナを提供することにある。
本考案の立体アンテナは、埋込型Wi−Fi基地局に応用され、第1アンテナと第2アンテナと中性線とを包括している。第1アンテナは第1メインプレートと第1長サブプレートと第1延伸プレートと第1短サブプレートとを含む。
第1メインプレートの底端が第1フィーダー線と電気的に接続できる。第1メインプレート頂端が回路基板の軸心線方向に沿って延伸している。
第1長サブプレートの一端が第1メインプレートの頂端に近い側縁位置に連結している。第1長サブプレートの他端が回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸している。その他端に近い側縁位置が、第1延伸プレートの一端と連結されている。
第1延伸プレートの他端が回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って内向きに湾曲して延伸している。第1長サブプレートの一側面が第1メインプレートの一側面と同一水平面上にある。第1延伸プレートの一側面が第1長サブプレートの一側面と垂直に交わることで、第1主要共振モードの経路を形成できる。
第1短サブプレートの一端が該第1メインプレートの頂端に近い他側縁位置に連結し、かつ該第1長サブプレートの位置より低く、その他端が回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸している。第1短サブプレートの一側面が第1メインプレートの一側面と同一水平面上にある。第1短サブプレートは第2主要共振モードの経路を形成できる。
第2アンテナは、第2メインプレートと第2長サブプレートと第2延伸プレートと第2短サブプレートとを含む。第2アンテナ構造は、第1アンテナ構造と同じで、相違点は、第2長サブプレートの延伸方向が第1短サブプレートの延伸方向と同じであること、および、第2短サブプレートの延伸方向が第1長サブプレートの延伸方向と同じであることである。
中性線の一側面は、回路基板の頂面と平行になるように保持され、かつその対応する両端縁が各々第1アンテナ及び第2アンテナの頂端に連結することで、電流零点を形成すると共に電流の干渉を低減又は前記第1アンテナと前記第2アンテナの間の容量性カップリングを相殺する。そのため、高アイソレーションの効果を奏する。
本考案の立体アンテナは、「埋込型Wi−Fi基地局」に応用しても良好な無線伝送及び受信能力を持たせることができる。
第1メインプレートの底端が第1フィーダー線と電気的に接続できる。第1メインプレート頂端が回路基板の軸心線方向に沿って延伸している。
第1長サブプレートの一端が第1メインプレートの頂端に近い側縁位置に連結している。第1長サブプレートの他端が回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸している。その他端に近い側縁位置が、第1延伸プレートの一端と連結されている。
第1延伸プレートの他端が回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って内向きに湾曲して延伸している。第1長サブプレートの一側面が第1メインプレートの一側面と同一水平面上にある。第1延伸プレートの一側面が第1長サブプレートの一側面と垂直に交わることで、第1主要共振モードの経路を形成できる。
第1短サブプレートの一端が該第1メインプレートの頂端に近い他側縁位置に連結し、かつ該第1長サブプレートの位置より低く、その他端が回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸している。第1短サブプレートの一側面が第1メインプレートの一側面と同一水平面上にある。第1短サブプレートは第2主要共振モードの経路を形成できる。
第2アンテナは、第2メインプレートと第2長サブプレートと第2延伸プレートと第2短サブプレートとを含む。第2アンテナ構造は、第1アンテナ構造と同じで、相違点は、第2長サブプレートの延伸方向が第1短サブプレートの延伸方向と同じであること、および、第2短サブプレートの延伸方向が第1長サブプレートの延伸方向と同じであることである。
中性線の一側面は、回路基板の頂面と平行になるように保持され、かつその対応する両端縁が各々第1アンテナ及び第2アンテナの頂端に連結することで、電流零点を形成すると共に電流の干渉を低減又は前記第1アンテナと前記第2アンテナの間の容量性カップリングを相殺する。そのため、高アイソレーションの効果を奏する。
本考案の立体アンテナは、「埋込型Wi−Fi基地局」に応用しても良好な無線伝送及び受信能力を持たせることができる。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
本考案の一実施例の立体アンテナは、埋込型Wi−Fi基地局に応用され、中性線を有する立体アンテナである。図1を参照すると、立体アンテナは金属片の一体成形で製造されることで、業者の生産における利便性及び速度を向上する。該立体アンテナは、第1アンテナ1と第2アンテナ2と中性線3(neutralization−line)とを包括している。また、立体アンテナは、回路基板4上に設けられている。
図面の複雑化を避けるため、回路基板4上のライン及びその他の電子素子を省略したが、本考案の他の実施例において、業者が需要に応じて該回路基板4の態様を十分調整でき、立体アンテナに後続で説明する構造を有し、かつ回路基板4上に直立させて設けられるだけで、本考案に記載の技術的特徴となる。
図面の複雑化を避けるため、回路基板4上のライン及びその他の電子素子を省略したが、本考案の他の実施例において、業者が需要に応じて該回路基板4の態様を十分調整でき、立体アンテナに後続で説明する構造を有し、かつ回路基板4上に直立させて設けられるだけで、本考案に記載の技術的特徴となる。
再度図1を参照すると、第1アンテナ1は、少なくも1枚の第1メインプレート11と、第1長サブプレート12と、第1延伸プレート13と、第1短サブプレート14とから成る。第1メインプレート11の底端に第1フィーダー側110が設けられている。第1フィーダー側110は第1フィーダー線F1と電気的に接続できる。本実施例において、第1フィーダー線F1は、第1フィーダー側110上に直接半田付けられるが、本考案の他の実施例において、回路基板4に接続回路を設けることができ、かつ第1フィーダー線F1と第1フィーダー側110が各々該接続回路を経由して間接的に電気的接続することができる。第1メインプレート11は、底端から頂端にかけて回路基板4の軸心線L方向に沿って上向きに延伸している。第1メインプレート11の頂端の高さは約14〜16ミリメートルであるが、製品の需要の違いにより、業者も第1メインプレート11の高さを調整できるのであって、前記高さに限られるものではない。
図2では、構成要素のフィーダー線(F1、F2)が省略されている。図1及び図2を参照すると、本実施例において、第1長サブプレート12の一端は、第1メインプレート11の頂端に近い側縁位置に連結している。第1長サブプレート12の他端は、回路基板4の軸心線L方向に垂直な方向に沿って延伸している。第1長サブプレート12の一側面は、第1メインプレート11の一側面と同一水平面上にある。第1長サブプレート12の他端に近い側縁位置が、第1延伸プレート13の一端と相互に連結している。第1延伸プレート13の他端が、回路基板4の軸心線L方向に垂直な方向に沿って内向きに湾曲して延伸(すなわち、第2アンテナ2の方向に向けて延伸)している。第1延伸プレート13の一側面は、第1長サブプレート12の一側面と垂直に交わっている(図2)。そして、第1延伸プレート13と第1長サブプレート12が第1主要共振モード(例:2.4GHz〜2.5GHzの共振モード)の経路を形成できることで、対応周波数(例:2.4GHz〜2.5GHz)の電磁波を受信或いは発信することができる。
再度図1及び図2を参照すると、第1短サブプレート14の一端は、第1メインプレート11の頂端に近い他側縁位置に連結している。第1短サブプレート14の位置は、第1長サブプレート12より低い。すなわち、第1短サブプレート14の頂側が第1長サブプレート12の底側と同じか又はそれより低い。第1短サブプレート14の他端は、回路基板4の軸心線L方向に垂直な方向に沿って延伸する。本実施例において、第1短サブプレート14の一側面は、第1メインプレート11の一側面と同一水平面上にある(図2)。第1短サブプレート14の長さは、第1長サブプレート12の長さより短い。そして、第1短サブプレート14が第2主要共振モード(例:5.15GHz〜5.85GHzの共振モード)の経路を形成できることで、対応周波数(例:5.15GHz〜5.85GHz)の電磁波を受信或いは発信することができる。
再度図1及び図2を参照すると、第2アンテナ2の構造は、第1アンテナ1の構造と同一であり、かつ第1アンテナ1と一定の距離をあけて配置されている。本実施例において、第1アンテナ1と第2アンテナ2の間には29〜31ミリメートルの間隔をあけられている。
第2アンテナ2は、少なくとも1枚の第2メインプレート21と、第2長サブプレート22と、第2延伸プレート23と、第2短サブプレート24とから成る。第2メインプレート21の底端に第2フィーダー側210が設けられている。第2フィーダー側210は、第2フィーダー線F2と電気的に接続できる。第2メインプレート21は、底端から頂端にかけて回路基板4の軸心線L方向に沿って延伸している。第2メインプレート21の頂端の高さは第1メインプレート11の高さと同じである。
第2アンテナ2は、少なくとも1枚の第2メインプレート21と、第2長サブプレート22と、第2延伸プレート23と、第2短サブプレート24とから成る。第2メインプレート21の底端に第2フィーダー側210が設けられている。第2フィーダー側210は、第2フィーダー線F2と電気的に接続できる。第2メインプレート21は、底端から頂端にかけて回路基板4の軸心線L方向に沿って延伸している。第2メインプレート21の頂端の高さは第1メインプレート11の高さと同じである。
再度図1及び図2を参照すると、第2メインプレート21の一側縁は、第2短サブプレート24の一端に連結している。第2メインプレート21の他側縁は第2長サブプレート22の一端に連結している。第2長サブプレート22の他端は、回路基板4の軸心線L方向に垂直な方向に沿って延伸している。その延伸方向は、第1短サブプレート14の延伸方向(図2)と同じである。第2長サブプレート22の一側面が該第2メインプレート21の一側面と同一水平面上にある。第2延伸プレート23の一端が第2長サブプレート22の他端に近い側縁位置に連結している。第2延伸プレート23の他端は、回路基板4の軸心線L方向に垂直な方向に沿って内向きに湾曲して延伸している。すなわち、第2延伸プレート23と第1延伸プレート13の両者が対向して延伸している。第2延伸プレート23の一側面が第2長サブプレート22の一側面と垂直に交わっている。第2延伸プレート23と第2長サブプレート22が第1主要共振モード(例:2.4GHz〜2.5GHzの共振モード)の経路を形成できることで、対応周波数(例:2.4GHz〜2.5GHz)の電磁波を受信或いは発信することができる。
再度図1及び図2を参照すると、第2短サブプレート24の長さは、第2長サブプレート22より短い。第2短サブプレート24の位置も第2長サブプレート22より低い。第2短サブプレート24の他端が回路基板4の軸心線L方向に垂直な方向に沿って延伸している。その延伸方向が第1長サブプレート12の延伸方向(図2)と同じである。第2短サブプレート24の一側面が第2メインプレート21の一側面と同一水平面上にある。そして、第2短サブプレート24が第2主要共振モード(例:5.15GHz〜5.85GHzの共振モード)の経路を形成できることで、対応周波数(例:5.15GHz〜5.85GHz)の電磁波を受信或いは発信することができる。
再度図1及び図2を参照すると、中性線3の一側面(本実施例において、中性線3の底面)は、回路基板4の頂面と平行になるように保持されている。中性線3の一側面の対応する両端縁が各々第1アンテナ1及び第2アンテナ2の頂端に連結している。中性線3が電流零点(すなわち、第1アンテナ1及び第2アンテナ2の電流を互いに相殺させる)を形成すると共に電流の干渉を低減又は第1アンテナ1と第2アンテナ2の間の容量性カップリングを相殺できる。そのため、高アイソレーションの効果を奏することができる。また、実際のテストにおいて、本実施例に係る立体アンテナの上方(すなわち、回路基板4から離れた位置)の放射パターン(Radiation Pattern)は、いずれも無指向性の効果(2.4GHz〜2.5GHzモード及び5.15GHz〜5.85GHzモードを含む)を有する。また、第1アンテナ1の放射パターンに欠陥が生じた時、第2アンテナ2の放射パターンが直ちに補い合う効果を奏する。本実施例に係る立体アンテナを「埋込型Wi−Fi基地局」に応用させても、良好な無線伝送及び受信能力を持たせることができる。
本実施例において、再度図1及び図2を参照すると、立体アンテナを回路基板4上に安定して固定させるため、中性線3が上面から見ると「X字型」を呈している。中性線3のうち、アンテナ1、2に隣接する対応の他の両端縁が、各々湾曲して少なくとも1つの支持部31を形成している。各支持部31が回路基板4の軸心線L方向に沿って延伸し、回路基板4に当接する。
本実施例において、中性線3の対応する他の両端間には60〜62ミリメートルの間隔があけられている。各支持部31の底端に各々接地側310が設けられている。各接地側310が各々回路基板4の対応する接地点G1に固定することができる。こうして各支持部31は、立体アンテナ上の逆電流を接地点G1に導くことができるだけでなく、更に立体アンテナの構造の安定性を保持する手助けとなる。そのため、立体アンテナを変形しにくくさせ、立体アンテナの正常な作動を保持し続けさせることができる。
本実施例において、中性線3の対応する他の両端間には60〜62ミリメートルの間隔があけられている。各支持部31の底端に各々接地側310が設けられている。各接地側310が各々回路基板4の対応する接地点G1に固定することができる。こうして各支持部31は、立体アンテナ上の逆電流を接地点G1に導くことができるだけでなく、更に立体アンテナの構造の安定性を保持する手助けとなる。そのため、立体アンテナを変形しにくくさせ、立体アンテナの正常な作動を保持し続けさせることができる。
本実施例に係る立体アンテナの放射パターンを詳細に説明する。図3は、立体アンテナのX軸、Y軸とZ軸等の方向を示している。埋込型Wi−Fi基地局の多くは壁面に埋め込まれるため、立体アンテナの放射パターンの放射方向は、Y軸上にあることで良好なパフォーマンスを有する。ここで、考案者は、第1アンテナ1と第2アンテナ2の2.45GHz、5.5GHzの動作周波数についてテストを行った。図4A〜図4Cは、第1アンテナ1の2.45GHzにおける2D放射パターン図である。図4Aが第1アンテナ1のZ−X面方向、図4Bが第1アンテナ1のZ−Y面方向、図4Cが第1アンテナ1のX−Y面方向である。図5A〜図5Cは、第2アンテナ2の2.45GHzにおける2D放射パターン図である。図5Aが第2アンテナ2のZ−X面方向、図5Bが第2アンテナ2のZ−Y面方向、図5Cが第2アンテナ2のX−Y面方向である。図6A〜図6Cは、第1アンテナ1の5.5GHzにおける2D放射パターン図である。図6Aが第1アンテナ1のZ−X面方向、図6Bが第1アンテナ1のZ−Y面方向、図6Cが第1アンテナ1のX−Y面方向である。図7A〜図7Cは、第2アンテナ2の5.5GHzの2D放射パターン図である。図7Aが第2アンテナ2のZ−X面方向、図7Bが第2アンテナ2のZ−Y面方向、図7Cが第2アンテナ2のX−Y面方向である。図4A〜図7Cを参照すると、本実施例に係る立体アンテナは、確実に良好な無指向性を持つことを明らかに知ることができる。
以上に述べたものは、本考案の好ましい実施例であって、本考案が主張する権利範囲はこのような実施例のみに限定されるべきものではなく、当業者が本考案に開示している技術内容に基づいて、容易に想到できる種々均等範囲内での変化は、均しく本考案の保護範囲に含めるものであるのが勿論である。
1 第1アンテナ
11 第1メインプレート
110 第1フィーダー側
12 第1長サブプレート
13 第1延伸プレート
14 第1短サブプレート
2 第2アンテナ
21 第2メインプレート
210 第2フィーダー側
22 第2長サブプレート
23 第2延伸プレート
24 第2短サブプレート
3 中性線
31 支持部
310 接地側
4 回路基板
F1 第1フィーダー線
F2 第2フィーダー線
G1 接地点
L 軸心線
11 第1メインプレート
110 第1フィーダー側
12 第1長サブプレート
13 第1延伸プレート
14 第1短サブプレート
2 第2アンテナ
21 第2メインプレート
210 第2フィーダー側
22 第2長サブプレート
23 第2延伸プレート
24 第2短サブプレート
3 中性線
31 支持部
310 接地側
4 回路基板
F1 第1フィーダー線
F2 第2フィーダー線
G1 接地点
L 軸心線
Claims (7)
- 底端に第1フィーダー側が設けられ、前記第1フィーダー側が第1フィーダー線と電気的に接続でき、底端から頂端にかけて回路基板の軸心線方向に沿って延伸する第1メインプレートと、
一端が前記第1メインプレートの頂端に近い側縁位置に連結し、他端が前記回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸し、かつ一側面が前記第1メインプレートの一側面と同一水平面上にある第1長サブプレートと、
一端が前記第1メインプレートの頂端に近い他側縁位置に連結し、他端が前記回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って内向きに湾曲して延伸し、一側面が前記第1長サブプレートの一側面と垂直に交わることで、前記第1長サブプレートと第1主要共振モードの経路を形成できる第1延伸プレートと、
長さが前記第1長サブプレートの長さより短く、その一端が前記第1メインプレートの頂端に近い他側縁位置に連結し、かつその位置が前記第1長サブプレートより低く、他端が前記回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸し、その一側面が前記第1メインプレートの一側面と同一水平面上にあり、第2主要共振モードの経路を形成できる第1短サブプレートと、
を含む第1アンテナと、
底端に第2フィーダー側が設けられ、前記第2フィーダー側が第2フィーダー線と電気的に接続でき、底端から頂端にかけて前記回路基板の軸心線方向に沿って延伸する第2メインプレートと、
一端が前記第2メインプレートの頂端に近い側縁位置に連結し、他端が前記回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸し、かつ延伸方向が前記第1長サブプレートの延伸方向と同じてあり、一側面が前記第2メインプレートの一側面と同一水平面上にあり、前記第2主要共振モードの経路を形成できる第2短サブプレートと、
長さが前記第2短サブプレートの長さより長く、一端が前記第2メインプレートの頂端に近い他側縁位置に連結し、かつその位置が前記第2短サブプレートより高く、他端が前記回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って延伸し、また延伸方向が前記第1短サブプレートの延伸方向と同じであり、一側面が前記第2メインプレートの一側面と同一水平面上にある第2長サブプレートと、
一端が前記第2長サブプレートの他端に近い側縁位置に連結し、他端が前記回路基板の軸心線方向に垂直な方向に沿って内向きに湾曲して延伸し、かつ一側面が前記第2長サブプレートの一側面と垂直に交わり、前記第2長サブプレートと前記第1主要共振モードの経路を形成できる第2延伸プレートと、
を含み、前記第1アンテナと一定の間隔をあけて配置される第2アンテナと、
一側面が前記回路基板の頂面と平行になるように保持され、かつその対応する両端縁が各々前記第1アンテナ及び前記第2アンテナの頂端に連結することで、電流零点を形成すると共に電流の干渉を低減又は前記第1アンテナと前記第2アンテナの間の容量性カップリングを相殺する中性線と、
を包括し、埋込型Wi−Fi基地局に応用されることを特徴とする立体アンテナ。 - 前記第1主要共振モードは、2.4GHz〜2.5GHzの共振モードであることを特徴とする請求項1に記載の立体アンテナ。
- 前記第2主要共振モードは、5.15GHz〜5.85GHzの共振モードであることを特徴とする請求項2に記載の立体アンテナ。
- 前記中性線は、X字型を呈し、かつ前記第1及び第2アンテナに隣接する対応の他の両端縁が各々湾曲して少なくとも1つの支持部を形成し、各前記支持部が前記回路基板の軸心線方向に沿って延伸すると共に前記回路基板に当接することを特徴とする請求項3に記載の立体アンテナ。
- 前記支持部の底端に各々接地側が設けられることで、前記回路基板の対応する接地点に固定することを特徴とする請求項4に記載の立体アンテナ。
- 前記第1アンテナ及び前記第2アンテナの間に29〜31ミリメートルの間隔があけられ、
前記中性線の対応する他の両端間に60〜62ミリメートルの間隔があけられ、
前記第1アンテナ及び前記第2アンテナの高さが14〜16ミリメートルであることを特徴とする請求項5に記載の立体アンテナ。 - 前記第1アンテナ、前記第2アンテナ及び前記中性線は、一体成形されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の立体アンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW106217609U TWM559002U (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 具有中性線之立體式天線 |
TW106217609 | 2017-11-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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