CN111029729A - 天线组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线组件及电子设备，天线组件包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点，天线辐射体与馈电点电连接，金属辐射枝节的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，调谐单元的另一端接地。本发明提供的天线组件，通过设置金属辐射枝节，该金属辐射枝节可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感在选择时便可选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的电阻值降低，则调谐单元中的损耗降低，从而使得天线的辐射性能得以提升，且通过金属辐射枝节、天线辐射体和调谐单元形成环形天线，可以激励出更多的谐振频率，还可以对天线辐射体产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

Description

天线组件及电子设备

技术领域

本发明涉及无线通讯天线技术领域，尤其涉及一种天线组件及电子设备。

背景技术

随着智能手机等电子设备频段的持续增加，引发内部射频天线数量过多与尺寸过大的问题，如何减小天线数量与尺寸并提供信号接收性能与频宽是无线通信领域所面临的问题，采用可调谐天线技术是重要的解决方案。

现有的可调谐天线是通过在天线辐射体与馈电点或馈地点之间连接调谐单元，其中调谐单元中包括调谐电路和调谐开关，各调谐电路中通常设置有电感值不同的集总元件，通过调谐开关切换不同的调谐电路来实现不同的匹配阻抗，从而完成天线的可调谐范围。

然而，这种调谐电路中的集总元件的电感值越大，则集总元件的电阻越大，电阻越大则集总元件的损耗越大，从而导致调谐过程中天线的辐射性能降低。

发明内容

本发明提供一种天线组件及电子设备，能够减小调谐单元在使用过程中的电阻，从而提高天线的辐射性能。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种天线组件，包括：天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点；

天线辐射体与馈电点电连接；

金属辐射枝节的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，所述调谐单元的另一端接地。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，调谐单元包括至少两个并联的调谐电路，各并联的调谐电路的一端与金属辐射枝节电连接，各并联的调谐电路的另一端接地。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，调谐电路包括调谐开关和至少一个集总元件，集总元件的一端接地，集总元件的另一端与调谐开关的一端相连，调谐开关的另一端与金属辐射枝节电连接。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，金属辐射枝节的电阻小于调谐单元中集总元件的的电阻。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，集总元件为电容值可调的电容或电感值可调的电感，或者，集总元件为电容值固定的电容或电感值固定的电感。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，还包括电容，电容的一端与天线辐射体电连接，电容的另一端接地。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，天线辐射体的工作频段为617～960MHz；金属辐射枝节的工作频段为1710～2170MHz，2300～2700MHz；

或者，天线辐射体的工作频段为617～960MHz，1710～2170MHz；金属辐射枝节的工作频段为2300～2700MHz；

或者，天线辐射体的工作频段为617～960MHz，2300～2700MHz；金属辐射枝节的工作频段为1710～2170MHz。

作为一种可选的方式，本发明提供的天线组件，金属辐射枝节和天线辐射体的材料为铜、金、铝或铝合金。

第二方面，本发明还提供一种电子设备，包括电路板和至少一个上述的天线组件，电路板上设有馈电点以及与馈电点电连接的馈源，馈源通过馈电点向天线组件馈入高频电流。

作为一种可选的方式，本发明提供的电子设备，天线组件为多频天线，多频天线的工作频段为低频频段、中频频段和高频频段中的至少两个。

本发明提供的天线组件及电子设备，天线组件包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点，天线辐射体与馈电点电连接，金属辐射枝节的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，调谐单元的另一端接地。通过设置金属辐射枝节，该金属辐射枝节可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感在选择时便可选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的电阻值降低，则调谐单元中的损耗降低，从而使得天线的辐射性能得以提升，且通过金属辐射枝节、天线辐射体和调谐单元形成环形天线，可以激励出更多的谐振频率，还可以对天线辐射体产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的天线组件的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的天线组件的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的天线组件的电流路径示意图；

图4为本发明实施例提供的天线组件谐振频率的第一种示意图；

图5为本发明实施例提供的天线组件谐振频率的第二种示意图；

图6为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

附图标记说明：

10-天线组件；

101-天线辐射体；

102-金属辐射枝节；

103-调谐单元；

104-馈电点；

105-电容；

20-电路板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

随着智能手机等电子设备频段的持续增加，引发内部射频天线数量过多与尺寸过大的问题，如何减小天线数量与尺寸并提供信号接收性能与频宽是无线通信领域所面临的问题，采用可调谐天线技术是重要的解决方案。现有的可调谐天线是通过在天线辐射体与馈电点或馈地点之间连接调谐单元，其中调谐单元中包括调谐电路和调谐开关，各调谐电路中通常设置有电感值不同的集总元件，通过调谐开关切换不同的调谐电路来实现不同的匹配阻抗，从而完成天线的可调谐范围。然而，这种调谐电路中的集总元件的电感值越大，则引入的损耗电阻越大，损耗电阻大会导致调谐过程中天线的辐射性能降低。

为了解决上述问题，本发明提供的天线组件及电子设备，天线组件包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点，天线辐射体与馈电点电连接，金属辐射枝节的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，调谐单元的另一端接地。通过设置金属辐射枝节，该金属辐射枝节可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感在选择时便可选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的电阻值降低，则调谐单元中的损耗降低，从而使得天线的辐射性能得以提升，且通过金属辐射枝节、天线辐射体和调谐单元形成环形天线，可以激励出更多的谐振频率，还可以对天线辐射体产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

实施例一

图1为本发明实施例提供的天线组件的第一种结构示意图；图2为本发明实施例提供的天线组件的第二种结构示意图；图3为本发明实施例提供的天线组件的电流路径示意图；图4为本发明实施例提供的天线组件谐振频率的第一种示意图；图5为本发明实施例提供的天线组件谐振频率的第二种示意图。

参照图1至图5所示，本发明实施例提供了一种天线组件10，包括天线辐射体101、金属辐射枝节102、调谐单元103和馈电点104；

天线辐射体101与馈电点104电连接；

金属辐射枝节102的两端分别与调谐单元103的一端和馈电点104电连接，调谐单元103的另一端接地。

具体的，电感值越大，线圈的匝数则越大，则引入的电阻越大，因此，为了避免调谐单元103中各调谐电路中因电感值的增大而引入的电阻增大，从而导致调谐单元103在调谐过程中天线辐射体101的辐射性能降低，在本实施例中，通过在天线辐射体101和调谐单元103之间设置金属辐射枝节102，使金属辐射枝节102可以等效为电感，金属辐射枝节102可以设置为矩形等形状的具有一定长度的导体，其电阻小，这样，通过金属辐射枝节102等效为电感，就可以减小调谐单元103内调谐电路中的电感值，减小了调谐电路中元器件的电阻，从而减小了元器件的损耗，进而提高了天线辐射体101的辐射性能。

其中，金属辐射枝节102可以是由铜、铝、铜铝合金等导电材质制成的导电体，可以是矩形的金属条、金属片或具有一定长度的其他任意结构形状的金属辐射枝节102，对此，本实施例不做限制。

具体的，通过天线辐射体101与馈电点104电连接，可以形成第一电流路径(如图3中的带有箭头的粗实线)，其中，可以通过调谐单元103和金属辐射枝节102对第一电流路径的谐振频率起到调谐作用，通常的，第一电流路径的长度可以是第一电流路径谐振频率的四分之一导波波长，也可以是四分之三导波波长等。

具体的，通过使金属辐射枝节102的两端分别与调谐单元103的一端和馈电点104电连接，调谐单元103的另一端接地，形成了第二环形天线电流路径(如图3中的虚线路径)，第二环形天线电流路径的长度通常为第二环形天线电流路径对应的谐振频率的二分之一导波波长，并使调谐单元103中不同电感值的调谐电路接通，这样，如图5所示，第一电流路径对应的谐振频率会随着电感值的变化而发生左右偏移，第二环形天线电流路径对应的谐振频率也会随着电感值的变化而发生左右偏移，从而激励处更多的谐振频率，能够使天线辐射体101的通信工作频带更宽。

进一步的，在天线辐射体101辐射过程中，天线辐射体101附件的金属件均参与辐射，因此，通过在天线辐射体101和调谐单元103之间设置金属辐射枝节102，可以将金属辐射枝节102等效为天线辐射体101，这样，就减小了天线辐射体101与地之间的距离，可以对原天线辐射体101产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

本发明实施例提供的天线组件，包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点，天线辐射体与馈电点电连接，金属辐射枝节的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，调谐单元的另一端接地。通过设置金属辐射枝节，该金属辐射枝节可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感在选择时便可选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的电阻值降低，则调谐单元中的损耗降低，从而使得天线的辐射性能得以提升，且通过金属辐射枝节、天线辐射体和调谐单元形成环形天线，可以激励出更多的谐振频率，还可以对天线辐射体产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

可选的，调谐单元103包括至少两个并联的调谐电路，各并联的调谐电路的一端与金属辐射枝节102电连接，各并联的调谐电路的另一端接地。

具体的，不同的调谐电路，对应的电感值不同，所对应的与天线辐射体101匹配的阻抗值也不同，因此，各调谐电路所对应的天线辐射体101的频段范围可以是不同的。例如，调谐单元103包括两个并联的调谐电路时，其中一个调谐电路针对天线辐射体101的低频段进行调谐，而另一个调谐电路针对天线的高频段进行调谐，且高频段和低频段之间相互独立，从而使两个调谐电路的频段范围不同。

可选的，调谐电路包括调谐开关和至少一个集总元件，集总元件的一端接地，集总元件的另一端与调谐开关的一端相连，调谐开关的另一端与金属辐射枝节102电连接。

具体的，在本实施例中，可以通过调谐开关的打开和闭合实现该调谐电路是断开还是连通，其中，集总元件可以是电容或电感，当调谐开关闭合时，根据该调谐电路中集总元件与天线辐射体101的匹配阻抗来调谐天线辐射体101所对应的谐振频率。

需要说明的是，调谐电路中可以设置有一个电容，或者一个电感，也可以多个串联连接的电容，或者多个串联连接的电感，或者并联连接的多个电容，或者并联连接的多个电感，或者也可以是串联连接的至少一个电容和至少一个电感，或者并联连接的至少一组串联连接的电容和电感，对此，本实施例不做限制。

可选的，金属辐射枝节102的电阻小于调谐单元103中集总元件的电阻。

具体的，金属辐射枝节102和集总元件中的电阻越小，则对天线辐射体101的辐射性能影响越小，因此，为了提高天线辐射体101的辐射性能，在天线辐射体101和调谐单元103之间连接金属辐射枝节102，使金属辐射枝节102等效为电感，并使金属辐射枝节102的电阻小于调谐单元103的电阻，这样，可以避免调谐单元103中集总元件因电阻太大而影响天线辐射体101的辐射性能，从而保证了天线辐射体101的辐射性能满足天线的使用要求。

在一个实施例中，集总元件为电容值可调的电容或电感值可调的电感，或者，集总元件为电容值固定的电容或电感值固定的电感。本实施例中，由于设置金属辐射枝节102，该金属辐射枝节102可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感选择时，可以选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的阻值降低，这样调谐电路的损耗降低，使得系统辐射效率提升。

在一种可实现的方式中，可以通过调谐电容值可调的电容或电感值可调的电感来针对天线辐射体101不同的频段范围进行调谐，在集总元件比较少的情况下，可以满足天线辐射体101对不同频段范围的调谐需求。

在另一种可实现的方式中，集总元件也可以是电容值固定的电容或电感值固定的电感，通过在调谐电路中设置多个电容值不同的电容或电感值不同的电感，当天线辐射体101需要调谐至需求的频段时，可以通过调谐开关的闭合和打开使不同的调谐电路连通，从而满足天线辐射体101对频段范围的调谐需求。

在一些实施例中，还包括电容105或电感(图中未示出)，电容105或电感的一端与天线辐射体101电连接，电容105或电感的另一端接地。

具体的，为了进一步对天线辐射体101的频段进行调谐，使天线辐射体101的调谐频率更多，还可以通过设置电容105或电感，使电容105或电感的一端与天线辐射体101电连接，使电容105或电感的另一端接地，从而增加了天线辐射体101的调谐频率，其中，电容可以是电容值可调的电容，也可以是电容值固定的电容，电感也可以是电感值可调的电感，也可以是电感值固定的电感，对此，本实施例不做限制。

可选的，天线辐射体101的工作频段为617～960MHz；金属辐射枝节102的工作频段为1710～2170MHz，2300～2700MHz；或者，天线辐射体101的工作频段为617～960MHz，1710～2170MHz；金属辐射枝节102的工作频段为2300～2700MHz；或者，天线辐射体101的工作频段为617～960MHz，2300～2700MHz；金属辐射枝节102的工作频段为1710～2170MHz。其中，617～960MHz为低频，1710～2170MHz为中频，2300～2700MHz为高频，这样使得该天线组件可以覆盖低中高三个频段，这样该天线组件可以作为主天线，或者也可以作为分集天线。当然，本实施例提供的天线组件还可以作为2.4GHz的WIFI天线和5GHz的WIFI天线，或者该天线组件可以作为蓝牙天线和GPS天线。或者，随着5G技术的发展，该天线组件还可以作为5G天线。示例性的，天线辐射体101与馈电点104电连接，并作为第一电流路径，第一电流路径对应的谐振频率所覆盖的频段为低频(低频可以用f1表示)，金属辐射枝节102的两端分别与馈电点104和调谐单元103的一端电连接且调谐单元103的另一端接地，则作为第二电流路径，第二电流路径对应的谐振频率所覆盖的频段为高频(高频可以用f2表示)。

可选的，天线辐射体101和金属辐射枝节102可以为导电金属材质制成，例如，铜、金、铝或铝合金等材料，当然金属辐射枝节102的材料还可以为不锈钢等具有导电性的其他金属材料制成，只要导电性好且电阻小即可，其中，金属辐射枝节102可以通过铸造的方式一体成型，也可以是通过冲压、切削加工等方式加工而成，对此，本实施例不做限制。

本发明实施例提供的天线组件，包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点，天线辐射体与馈电点电连接，金属辐射枝节102的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，调谐单元的另一端接地。通过设置金属辐射枝节，该金属辐射枝节可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感在选择时便可选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的电阻值降低，则调谐单元中的损耗降低，从而使得天线的辐射性能得以提升，且通过金属辐射枝节、天线辐射体和调谐单元形成环形天线，可以激励出更多的谐振频率，还可以对原天线辐射体产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

实施例二

图6为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

如图6所示，本发明还提供一种电子设备，包括电路板20和至少一个上述实施例中的天线组件10，电路板20上设有馈电点104以及与馈电点104电连接的馈源(未示出)，馈源通过馈电点104向天线组件10馈入高频电流。其中，馈源可以为设置在电路板上的射频模块，射频模块与馈电点104通过馈线电连接。

通常，当电子设备中的天线为多个时，电路板20上设有多个馈电点104，各个天线对应的天线辐射体101与馈电点104电连接，馈源通过馈电点104向天线辐射体101馈入高频电流，高频电流在天线辐射体101上通过电磁波向外发射，从而实现电子设备的无线通信功能。

其中，天线组件的结构和工作原理在上述实施例中已进行了详细的阐述，在此，本实施例不再一一赘述。

可选的，电路板20可以为印刷电路板，在印刷电路板的上表面可以具有金属涂层或金属弹片，电路板20通过金属涂层或金属弹片与需要和电路板20电连接的元器件连接。电路板20上设有馈地点(即接地点)，调谐单元103的一端与馈地点接触实现接地，该电路板20作为天线组件的参考地并参与辐射。

本实施例中，天线组件可以为多频天线，该多频天线的工作频段可以为低频频段(700-960MHz)、中频频段(1710-2200MHz)和高频频段(2300-2700MHz)中的至少两个，例如，多频天线的工作频段可以为低频频段和高频频段，或者多频天线的工作频段可以为低频频段和中频频段，或者，多频天线的工作频段还可以为低频频段、中频频段和高频频段。当然，本实施例中，该天线组件也可以为单频天线，例如天线辐射体101和金属辐射枝节102的工作频率均为高频频段或者低频频段。

本发明实施例提供电子设备，包括电路板和至少一个天线组件，电路板上设有馈电点，天线组件与馈电点电连接，其中，天线组件包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点，天线辐射体与馈电点电连接，金属辐射枝节的两端分别与调谐单元的一端和馈电点电连接，调谐单元的另一端接地。通过设置金属辐射枝节，该金属辐射枝节可以等效为电感，这样，集总元件中的电容或电感在选择时便可选择电阻值小点的电容或电感，从而使得集总元件的电阻值降低，则调谐单元中的损耗降低，从而使得天线的辐射性能得以提升，且通过金属辐射枝节、天线辐射体和调谐单元形成环形天线，可以激励出更多的谐振频率，还可以对原天线辐射体产生一定的顶部加载作用，从而起到调整谐振的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，包括天线辐射体、金属辐射枝节、调谐单元和馈电点；

所述天线辐射体与所述馈电点电连接；

所述金属辐射枝节的两端分别与所述调谐单元的一端和所述馈电点电连接，所述调谐单元的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述调谐单元包括至少两个并联的调谐电路，各并联的所述调谐电路的一端与所述金属辐射枝节电连接，各并联的所述调谐电路的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述调谐电路包括调谐开关和至少一个集总元件，所述集总元件的一端接地，所述集总元件的另一端与所述调谐开关的一端相连，所述调谐开关的另一端与所述金属辐射枝节电连接。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述金属辐射枝节的电阻小于所述调谐单元中所述集总元件的电阻。

5.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述集总元件为电容值可调的电容或电感值可调的电感，或者，所述集总元件为电容值固定的电容或电感值固定的电感。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的天线组件，其特征在于，还包括电容或电感，所述电容或所述电感的一端与所述天线辐射体电连接，所述电容或所述电感的另一端接地。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述天线辐射体的工作频段为617～960MHz；所述金属辐射枝节的工作频段为1710～2170MHz，2300～2700MHz；

或者，所述天线辐射体的工作频段为617～960MHz，1710～2170MHz；所述金属辐射枝节的工作频段为2300～2700MHz；

或者，所述天线辐射体的工作频段为617～960MHz，2300～2700MHz；所述金属辐射枝节的工作频段为1710～2170MHz。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述金属辐射枝节和所述天线辐射体的材料为铜、金、铝或铝合金。

9.一种电子设备，其特征在于，包括电路板和至少一个上述权利要求1-8中任一项所述的天线组件，所述电路板上设有馈电点以及与所述馈电点电连接的馈源，所述馈源通过所述馈电点向所述天线组件馈入高频电流。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述天线组件为多频天线，所述多频天线的工作频段为低频频段、中频频段和高频频段中的至少两个。

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