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DE10207703A1 - Empfangs-und Sendeeinrichtung insbesondere als Dachantenne für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Empfangs-und Sendeeinrichtung insbesondere als Dachantenne für Kraftfahrzeuge

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DE10207703A1
DE10207703A1 DE10207703A DE10207703A DE10207703A1 DE 10207703 A1 DE10207703 A1 DE 10207703A1 DE 10207703 A DE10207703 A DE 10207703A DE 10207703 A DE10207703 A DE 10207703A DE 10207703 A1 DE10207703 A1 DE 10207703A1
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Abstract

Eine Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung für Kraftfahrzeuge weist einen Antennenfuß (3) vorzugsweise in Form eines Gehäuses (5) auf. Über eine interne Anschlussleitung (13) erfolgt eine elektrische Verbindung zu einem Strahler (17), der vorzugsweise wiederum über eine Sperrspule (19) mit einem weiteren Strahler (19) elektrisch verbunden ist. Eine verbesserte Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anschlussleitung (13) vorzugsweise die Form eines Bügels (13') aufweist und/oder der erste Strahler (17) mit einer elektrisch leitenden Verlängerung (25, 25', 25'') versehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung insbesondere als Dachantenne für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Beispielsweise aus der DE 197 39 395 A1 ist eine Empfangseinrichtung, insbesondere für Rundfunkempfänger zum Einbau in Kraftfahrzeugen bekannt geworden. Sie umfasst ein Empfangsteil mit mindestens einem Anschluss, über welches weitere Komponenten anschließbar sind. Oberhalb des Empfangsteils ist aufsteckbar eine stabförmige Antenne.
  • Eine Antenne für Automobile ist beispielsweise auch aus dem DE 298 21 723 U1 bekannt geworden. Die Antenne umfasst einen Antennenfuß, der aus einer gehäuse- oder haubenförmigen Schutzabdeckung und einer auf dem Autodach montierbaren Grundplatte besteht. Zwischen Haube und Grundplatte sind im Innenraum diverse elektrische Einrichtungen untergebracht. U. a. führt eine Leitung 12 zu den eigentlichen, aus dem Fußteil nach außen vorstehenden Strahlereinrichtungen. Dafür wird ein sogenannter Kombistrahler verwendet, der an seinem unteren Ende mit einem Gewindefortsatz versehen ist, um den Gewindestrahler dann in eine Gewindebuchse im Fußteil ein- und ausschrauben zu können.
  • Dabei können auch weitere Einrichtungen im Antennenfuß untergebracht sein, um schließlich über eine oder mehrere Hochfrequenzleitungen unterschiedliche Frequenzbereiche empfangen zu können. Derartige Antennen sollen nämlich beispielsweise für den Mobilfunkbereich in den unterschiedlichen Netzen (beispielsweise D-Netz oder E-Netz, aber auch für den neuen UMTS-Frequenzbereich von etwa 1900 MHz bis 2170 MHz) geeignet sein. Darüber hinaus sollen gegebenenfalls auch GPS-Signale empfangen und verarbeitet werden können und/oder UKW-Programme empfangen werden können.
  • Die bisher auf dem Markt erhältlichen Antennen haben sich vom Grundsatz her, obgleich unterschiedliche Umsetzungsprinzipien bekannt sind, bewährt.
  • Ausgehend von der zuletzt genannten gattungsbildenden Antenne besteht aber das Problem, wenn eine derartige Antenne mit einem sogenannten "Kombi-Strahler" beispielsweise für den normalen Mobilfunkbereich im DoCoMo-Bereich, im AMPS-Bereich und im GSM 900-Bereich (also im 810 bis 960 MHz-Bereich) und im GSM 1800 sowie GSM 1900-Bereich (also im 1710 bis 1990 MHz-Bereich) und nunmehr auch für den UMTS-Standard geeignet sein soll. Eine für diesen Gesamtbereich geeignete Antenne impliziert nämlich, dass bei den höheren übertragbaren Frequenzen die für diesen hohen Frequenzbereich vorgesehenen Strahler und Strahlerelemente kleiner, d. h. kürzer dimensioniert werden müssen, was auch für den Antennenbügel gilt. Dies hätte dann aber zur Folge, dass die Antenne insgesamt einschließlich des bestehenden Strahlers geändert werden müsste. Dies steht aber im Widerspruch zu dem sogenannten Gleichteile-Konzept, wonach beispielsweise ein Strahlertyp für unterschiedliche Einsatzzwecke verwendet werden soll.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik eine verbesserte Antennenanordnung zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Es muss als durchaus überraschend bezeichnet werden, dass im Prinzip eine sich sehr bewährte Kraftfahrzeugantenne nunmehr auch für den UMTS-Standard, also allgemein gesprochen für ein deutlich höhers Frequenzenband einsetzbar ist, und dies ohne Verringerung der Bauhöhe oder Baugröße. Dies wird dadurch möglich, dass die zu einem Strahler für den höheren Frequenzbereich führende elektrische Leitung oder ein zu dem Strahler für den höheren Frequenzbereich führender Bügel mit einer Verlängerung versehen ist. Die Verlängerung kann so umgesetzt werden, dass die Zuführleitungen über einen Verbindungs- oder Kontaktpunkt, worüber der Strahler mit der Zuführleitung elektrisch kontaktiert ist, hinaus verlängert ist und vorzugsweise frei endet. Wird die elektrische Zuführleitung durch einen elektrisch leitfähigen Bügel gebildet, so kann der Bügel über den Kontaktierungspunkt mit dem ersten Strahler hinaus verlängert sein, wobei der Kontaktierungspunkt hier gleichzeitig als Verbindungs- oder sogar Befestigungspunkt für den Strahler mit dient. Die Verlängerung muss aber nicht zwangsläufig kontinuierlich fortlaufend an dem elektrischen Draht oder Bügel vorgesehen sein, sondern kann auch in Form eines zurückgeführten Leitungsabschnittes gebildet sein. Möglich ist auch eine über den Verbindungspunkt zwischen elektrischer Zuführleitung bzw. Bügel und dem für den höheren Frequenzbereich vorgesehenen elektrischen Strahler nach unten hin vorgenommene Verlängerung, die gegebenenfalls kurz vor dem Kraftfahrzeugdach endet.
  • Es eignen sich beispielsweise auch Verlängerungen, die z. B. in Form einer Scheibe oder eines Tellers gestaltet sind, und bevorzugt am Verbindungspunkt zwischen elektrischer Zuführleitung bzw. Bügel und dem für den höheren Frequenzbereich vorgesehenen Strahler vorgesehen sind.
  • Üblicherweise wird aber nicht nur ein für den höheren Frequenzbereich vorgesehener Strahler, vorzugsweise in Form eines Bolzens eingesetzt, sondern in Verlängerung dieses Strahlers wird noch eine Spule und daran anschließend ein weiteres Strahlerelement eingesetzt.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, dass für niedrige Frequenzbereiche, d. h. also für den Langwellen, Mittelwellen, Kurzwellen, und UKW-Bereich die gesamte Strahleranordnung einschließlich des Antennenbügels als Strahler wirkt. Für den DoCoMo-, den AMPS-, sowie den GSM 900-Bereich (entspricht 810 bis 960 MHz) wirkt noch der Antennenbügel und der untere Teil der eigentlichen Strahleranordnung, d. h. in der Regel des dafür vorgesehenen Strahlerbolzens zusammen mit einem Teil der erwähnten Spule als Strahler. Wird die Frequenz aber weiter angehoben, nämlich beispielsweise im GSM 1800- und GSM 1900-Band (entspricht 1710 Mhz bis 1990 MHz) wirkt nur noch der Antennenbügel und der untere Antennenbolzen als Strahler. Im UMTS-Bereich (1900 bis 2170 MHz) wirkt dann aber nur noch der Antennenbügel und dessen Verlängerung als Strahler.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen für mehrere Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:
  • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles,
  • Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den verlängerten Bügel bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1,
  • Fig. 3 eine zu Fig. 2 entsprechende Draufsicht bezüglich einer kürzer dimensionierten aber dafür breiteren Verlängerung des Bügels;
  • Fig. 4 ein zu Fig. 1 und 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,
  • Fig. 5 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel in schematischer Seitenansicht, und
  • Fig. 6 ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel.
  • In Fig. 1 ist in schematischer Seitenansicht im Querschnitt die Kontur eines Karosseriebleches 1 eines Kraftfahrzeuges gezeigt, vorzugsweise im Dachbereich benachbart zur Heckscheibe, auf welcher eine entsprechende Antenne montiert werden soll.
  • Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung gemäß Fig. 1 umfasst dazu einen Antennenfuß 3, der nach Art eines Gehäuses 5 gestaltet ist.
  • Das Gehäuse 5 umfasst dazu bevorzugt eine haubenförmige Schutzabdeckung 5a und eine Bodenplatte 5b, die durch geeignete Maßnahmen am Karosserieblech 1 beispielsweise unter Verwendung von Klebeschichten, Isoliermaterialien etc. befestigt sein kann.
  • Ferner ist im Karosserieblech 1 in der Regel zumindest eine Öffnung 9 vorgesehen, worüber elektrische Anschlussleitungen, Koaxialkabel etc. zur Antenne vom Inneren des Kraftfahrzeuges her verlegt sein können. Dazu wird die Bodenplatte des Antennengehäuses entsprechend auch auf dem Kraftfahrzeugdach aufgesetzt, wobei üblicherweise (was in den Zeichnungen nicht näher dargestellt aber hinlänglich bekannt ist) ein als Hohlgewindestab ausgebildeter Gewindedom verwendet, der in der Bodenplatte verankert ist und über die Öffnung 9 im Kraftfahrzeugdach ins Kraftfahrzeuginnere hinein ragt. Durch das Innere des Gewindedoms sind dann die Leitungen nach innen verlegt. Vom Inneren des Wagens kann dann eine Zentralmutter auf den Gewindedom aufgeschraubt werden, um die Antenne so am Kraftfahrzeugdach fest zu verankern.
  • Von einer im Antennenfuß 3 vorgesehenen Anschlussstelle 11 führt eine Anschlussleitung 13 zur eigentlichen Antenneneinrichtung 15, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Strahler 17, einer bevorzugt in axialer Verlängerung des ersten Strahlers 17 angeordneten Sperrspule 19 und einem sich in axialer Verlängerung der Sperrspule 19 wiederum anschließenden zweiten Strahler 21 besteht.
  • Der erste Strahler 17 kann beispielsweise aus einem metallisch leitenden Bolzen bestehen oder Bolzenstruktur aufweisen. Der zweite Strahler 21 soll möglichst elastisch sein und kann beispielsweise aus einem Glasfaserkern bestehen, der mit einer entsprechenden spulenförmigen elektrisch leitenden Anordnung umwickelt ist. Alle möglichen Antennenkonstruktionen sind denkbar, die für den jeweiligen Einsatzzweck in Frage kommen und geeignet sind.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, dass für niedrige Frequenzbereiche, d. h. also für den Langwellen, Mittelwellen, Kurzwellen, und UKW-Bereich die gesamte Strahleranordnung einschließlich des Antennenbügels als Strahler wirkt. Für den DoCoMo-, den AMPS-, sowie den GSM 900-Bereich (entspricht 810 bis 960 MHz) wirkt noch der Antennenbügel und der untere Teil der eigentlichen Strahleranordnung, d. h. in der Regel des dafür vorgesehenen Strahlerbolzens zusammen mit einem Teil der erwähnten Spule als Strahler. Wird die Frequenz aber weiter angehoben, nämlich beispielsweise im GSM 1800- und GSM 1900-Band (entspricht 1710 Mhz bis 1990 MHz) wirkt nur noch der Antennenbügel und der untere Antennenbolzen als Strahler. Im UMTS-Bereich (1900 bis 2170 MHz) wirkt dann aber nur noch der Antennenbügel und dessen Verlängerung als Strahler.
  • Für hohe Frequenzbereiche, beispielsweise im E-Netz (etwa 1800 MHz) oder vor allem auch für den UMTS-Standard (ca. 1900 bis 2170 MHz) sperrt die Spule 19, so dass als Strahlerelement hierfür nur der erste Strahler 17 gemeinsam mit der elektrischen Anschlussleitung 13 wirken.
  • Die erwähnte Anschlussleitung 13 kann dabei bevorzugt auch aus einem zumindest leicht elastischen oder teilelastischen Bügel 13' bestehen, der vorzugsweise in Strahlerrichtung vorgespannt ist. D. h., der Antennenbügel hat bei der Montage des Strahlers die Tendenz auf den unteren Anschlusspunkt des Strahlers (im Inneren des Gehäuses) unter Vorspannung anzuliegen, so dass hier problemlos eine dauerhafter elektrischer Kontakt geschaffen werden kann. Die Strahleranordnung 15 ist dabei üblicherweise mittels einer Schraubverbindung mit dem Antennengehäuse 5 verbindbar, so dass die Antenne, insbesondere wenn Kraftfahrzeuge in eine Waschanlage gefahren werden, vorher problemlos abgeschraubt und anschließend wieder angeschraubt werden kann. Die eigentliche Strahleranordnung 15, die an dem Gehäuse aufschraubbar ist, wird letztlich über das Gehäuse selbst gehalten und gestützt.
  • Um diese Antennenanordnung nunmehr auch für die hohen Frequenzbandbereiche einsetzen zu können, müssten, abgestimmt für den hohen Frequenzbandbereich, nicht nur der erste Strahler bevorzugt in Form eines Bolzens 17 sondern auch die elektrische Anschlussleitung 13 entsprechend verringert werden.
  • Da dies aber im Widerspruch steht zu dem Gleichteile-Konzept, wonach beispielsweise eine bereits vorhandene Strahleranordnung, die auch für andere Einsatzzwecke verwendet wird, auch im vorliegenden Fall Verwendung finden soll, hat dies zur Folge, dass andere Lösungen gesucht werden müssen.
  • Erfindungsgemäß ist dazu in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 eine Verlängerung 25 vorgesehen. Diese Verlängerung 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Verlängerung der Anschlussleitung 13 und damit bevorzugt als Verlängerung des Bügels 13' ausgebildet. Sie führt bevorzugt über den Verbindungs-, Befestigungs- und/oder Kontaktierungspunkt 27 hinaus, an welchem der für den höheren Frequenzbereich vorgesehene Strahler 17, d. h. somit die gesamte Strahleranordnung gegebenenfalls über einen Überbrückungsabschnitt an der elektrischen Anschlussleitung 13 bzw. dem Bügel 13' befestigt und gehalten ist.
  • Die Länge und Breite der Verlängerung 25 muss so dimensioniert sein, dass die Antenne insgesamt für den gewünschten höheren Frequenzbereich richtig abgestimmt ist. Diese Abstimmung kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, wie sich nachfolgend ergibt.
  • In Fig. 2 ist auszugsweise in schematischer Draufsicht die Verlängerung 25 in ihrem über den Verbindungs- und/ oder Befestigungspunkt und/oder Kontaktierungspunkt 27 hinaus verlängerten Bereich gezeigt. Daraus ist zu ersehen, dass diese Verlängerung im Prinzip drahtförmig gestaltet sein kann, auch wenn sie als eher steiferer, formstabiler und möglicherweise elastischer Bügel 13' ausgebildet ist.
  • Abgesehen von einer Verlängerung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 kann die Verlängerung 25 auch kürzer dimensioniert werden, wenn sie demgegenüber - wie es sich insbesondere aus der Draufsicht gemäß Fig. 3 ergibt - breiter dimensioniert wird als in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Verlängerung 25 quasi als separates Bauteil in Bogenausführung bevorzugt von der Verbindungs- oder Befestigungsstelle 27 ausgehend vorgesehen und verläuft mit ihrem freien Ende zunehmend mehr parallel zu dem Strahler 17. Länge und Breite dieser Verlängerung 25 kann ebenfalls wieder unterschiedlich gewählt werden, um die gewünschte Abstimmung für den jeweils gewünschten höheren Frequenzbereich vorzunehmen. Gemeinsam ist den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4, dass die Verlängerung 25 elektrisch betrachtet frei endet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist die Verlängerung 25 in einer quasi "entarteten" Form wiedergegeben. Die Verlängerung 25 ist nämlich nunmehr nach Art einer Scheibe oder eines Tellers 25' gestaltet. Diese Scheibe oder dieser Teller 25' kann also nunmehr nicht nur in einer Richtung von der Anschlussleitung 13, d. h. dem Bügel 13' weggeführt sein, sondern kann quasi in Umfangsrichtung als flächig dimensioniertes Bauteil gestaltet sein.
  • Schließlich ist anhand von Fig. 6 auch gezeigt, dass die Verlängerung 25 quasi auch als Verlängerung 25 bezüglich des ersten Strahlers 17 verstanden werden und/oder ausgebildet sein kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nämlich die Verlängerung 25 in Form einer axialen Verlängerung 25" zu dem vorzugsweise in Form eines Bolzen ausgebildeten ersten Strahler 17 gestaltet, quasi als Verlängerung zu einem kurzen, eine elektrische Verbindung vom Verbindungspunkt 27 der Anschlussleitung 13 zum ersten Strahler 17 führenden, elektrisch leitenden Überbrückungsstückes.

Claims (12)

1. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit folgenden Merkmalen,
mit einem Antennenfuß (3), der bevorzugt ein Gehäuse, gegebenenfalls auch nach Art einer Gehäuseschale (5) umfasst,
mit einer im Antennenfuß (3) vorgesehenen, vorzugsweise nach Art eines zumindest leicht elastischen Bügels (13') gebildeten Anschlussleitung (13) zum elektrischen Anschluss einer Strahleranordnung (17, 21),
die Strahleranordnung (17, 21) umfasst zumindest einen ersten Strahler (17) vorzugsweise in Bolzenform, und
die Strahleranordnung (17, 21) umfasst vorzugsweise einen mit dem ersten Strahler (17) über eine Sperrspule (19) verbundenen zweiten Strahler (21), wobei bei niedrigen Frequenzen die Sperrspule (19) öffnet und die erste und zweite Strahleranordnung (17, 19) als gemeinsame Strahleranordnung wirken, wohingegen bei höheren Frequenzen die Sperrspule (19) sperrt,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
die Anschlussleitung (13) vorzugsweise in Form des Bügels (13') und/oder der erste Strahler (17) ist mit einer elektrisch leitenden Verlängerung (25, 25', 25") versehen.
2. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25, 25', 25") in dem Antennenfuß (3), vorzugsweise dem Gehäuse (5)untergebracht ist.
3. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25, 25') als unmittelbare Verlängerung der elektrischen Anschlussleitung (13) vorzugsweise in Form eines Bügels (13') ausgebildet ist, die über eine Verbindungs-, Befestigungs- und/oder Kontaktierungsstelle (27) hinaus verlängert ist, wobei die Verbindungs-, Befestigungs- und/oder Kontaktierungsstelle (27) zumindest eine elektrische Verbindung zu dem ersten Strahler (17) oder zu einem zu dem ersten Strahler (17) führenden Überbrückungsstück (31) darstellt.) als unmittelbare Verlängerung der elektrischen Anschlussleitung (13), vorzugsweise als unmittelbare Verlängerung des Bügels (13') ausgebildet ist, der über eine Verbindungs- und/oder Befestigungsstelle (27) zwischen der Anschlussleitung (13) und dem ersten Strahler (17) bzw. einem Überbrückungsstück (31), welches im ersten Strahler (17) führt, gebildet ist.
4. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25) als separates Bauteil ausgebildet ist und/oder unter Bildung einer Knickstelle als Verlängerung zu der Anschlussleitung (13), vorzugsweise in Form des Bügels (13') gestaltet ist.
5. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25, 25') bezogen auf den ersten Strahler (17) auf der gleichen Seite zu diesem liegt wie die Anschlussleitung (13).
6. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25) bogenförmig gestaltet ist und mit ihrem freien Ende zunehmend paralleler zur Axiallängserstreckung des ersten Strahlers (17) mit Seitenversatz dazu endet.
7. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25, 25') und die elektrische Zuführleitung (13) gegenüberliegend zu dem Strahler (17) angeordnet sind.
8. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25) als Flächenelement (25") gestaltet ist, vorzugsweise scheiben- oder tellerförmig.
9. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25) als Verlängerung (25") bezogen auf den ersten Strahler (17) gestaltet ist, der über die Verbindungs-, die Befestigungs- und/oder die Kontaktierungsstelle (27) hinaus in Richtung Bodenplatte (5b) des Antennenfußes (3) hin verlängert ist.
10. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25) draht-, stab- oder plattenförmig gestaltet ist.
11. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25) gegenüber einer draht-, stab- oder plattenförmigen Verlängerung kürzer und breiter dimensioniert ist.
12. Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (25, 25', 25") an einer Verbindungs-, einer Befestigungs- und/oder einer Kontaktierungsstelle (27) oder in unmittelbarer Nähe dazu ausgehend vorgesehen ist, worüber die Anschlussleitung (13), vorzugsweise in Form eines Bügels (13') eingangsseitig mit dem ersten Strahler (17) verbunden ist.
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