JPH04120902A - Antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、自動車電話等の携帯無線機のアンテナ装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to an antenna device for a portable wireless device such as a car phone.
「従来の技術」
第９図は、例えば電子通信学会論文誌（１９８２）ＶＯ
Ｌ、Ｊ６５−Ｂ Ｎｏ、９ ｐ、１１３１１１３９
に示された従来より使用されている携帯無線機の一例を
示す。図において、（１）は誘電体材料で構成された筐
体、（２）はこの筐体（１）の上部に設けたホイップア
ンテナ、（３）は上記筐体（１）内に収納された無線機
本体、（４）は同じく上記筐体（１）内に収納されたホ
イップアンテナ（２）の給電回路である。ホイップアン
テナ（２）は、筐体（１）の内部に収納可能な構造にな
っており、保守携行時にはホイップアンテナ（２）を筐
体（１）の内部に収納し、通話時に筐体（１）より取り
出して使用する。"Prior art" Figure 9 shows, for example, the Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers (1982) VO
L, J65-B No. 9 p, 11311139
An example of a conventionally used portable radio device shown in FIG. In the figure, (1) is a casing made of dielectric material, (2) is a whip antenna installed on the top of this casing (1), and (3) is a casing housed in the casing (1). In the main body of the radio, (4) is a power feeding circuit for the whip antenna (2) which is also housed in the housing (1). The whip antenna (2) has a structure that can be stored inside the housing (1). When carrying it for maintenance, the whip antenna (2) can be stored inside the housing (1), and when making a call, the whip antenna (2) can be stored inside the housing (1). ) and use it.
収納時において、着信・発呼が必要な場合は、筐体（１
）が誘電体で構成されているので、ホイップアンテナ（
２）からの電波の放射を妨げないと共にホイップアンテ
ナ（２）の電波の受信を妨げない。When stored, if you need to receive or make calls, remove the case (1
) is made of dielectric material, so the whip antenna (
2) does not interfere with the radiation of radio waves from the whip antenna (2), and does not interfere with the reception of radio waves by the whip antenna (2).
［発明が解決しようとする課題］
従来の携帯無線機は以上のように構成されているので、
収納時に着信・発呼を必要とする場合には、ホイップア
ンテナ（２）が効率良く電波を受信・発信するために、
ホイップアンテナ（２）と無線機本体（３）との空間を
比較的広く取る必要があり、容積が大きくなる問題があ
った。[Problem to be solved by the invention] Since the conventional portable radio device is configured as described above,
If you need to receive or make a call while storing it, the whip antenna (2) will receive and send radio waves efficiently.
It is necessary to provide a relatively large space between the whip antenna (2) and the radio device main body (3), resulting in a problem of large volume.
また、携帯無線機を小形化する場合、ホイップアンテナ
をλ／２（λはこの携帯無線機の使用電波の波長）より
短くする必要がある。この場合には、筐体（１）に電流
がより多く流れるため、筐体（」、）の寸法により放射
パターンが大きく変ったり、手に持ったときの人体の影
響が大きくなる等の、設計上あるいは特性上不都合とな
る問題があった。Furthermore, when downsizing a portable radio, the whip antenna needs to be shorter than λ/2 (λ is the wavelength of the radio wave used by the portable radio). In this case, because more current flows through the housing (1), the radiation pattern may change greatly depending on the dimensions of the housing ('',), and the influence of the human body when held in the hand may be greater. However, there was a problem with the above or characteristic disadvantages.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、はぼλ／４の長さでλ／２ポイップアンテナ
と同等の電気特性を有するとともに、収納スペースが小
さくでき、しかも収納時の着信・発呼できる地域が広い
携帯無線機を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and has a length of approximately λ/4, which has electrical characteristics equivalent to a λ/2 pop antenna, and requires less storage space. The purpose of the present invention is to obtain a portable wireless device that can receive and make calls over a wide area when stored.
［課題を解決するための手段］
この発明に係わるアンテナ装置は、誘電体基板の一方の
面にストリップ導体を、他の面にグラウンド側導体を形
成したマイクロストリップ線路とからなり、該マイクロ
ストリップ線路の一端は筐体の内部に設けられた給電回
路より給電され、上記グラウンド側導体は上記マイクロ
ストリップ線路の他端に相当する位置で上記グラウンド
側導体の両側に折り返されて、電気的な長さを概略λ／
４とする位置で開放終端し、コイル状導体が上記ストリ
ップ導体の上記マイクロストリップ線路他端に相当する
位置で接続されてなる構成とし、このアンテナ装置を上
記筐体の外部に、筐体設置面と上記マイクロストリップ
線路の長手方向が垂直なるように設けたものである。[Means for Solving the Problems] An antenna device according to the present invention includes a microstrip line in which a strip conductor is formed on one side of a dielectric substrate and a ground side conductor is formed on the other side. One end is supplied with power from a power supply circuit provided inside the housing, and the ground side conductor is folded back on both sides of the ground side conductor at a position corresponding to the other end of the microstrip line, and the electrical length is Approximately λ/
The coiled conductor is connected to the other end of the strip conductor at a position corresponding to the other end of the microstrip line, and the antenna device is placed outside the housing on the housing installation surface. The microstrip line is provided so that its longitudinal direction is perpendicular.
［作用］
この発明におけるアンテナ装置は、マイクロストリップ
線路のグラウンド側導体を両側に折り返し、電気的な長
さを概略λ／４とする位置で開放終端することにより、
折り返したグラウンド側導体は共振器を構成する。[Function] The antenna device of the present invention folds back the ground side conductor of the microstrip line on both sides and terminates it open at a position where the electrical length is approximately λ/4.
The folded ground side conductor constitutes a resonator.
［発明の実施例コ
第１図は、この発明によるアンテナ装置の第一の実施例
を示す図であり、図中、（５）は筐体（１）の上面に幅
広面が、その上面と垂直になるよう設けられた誘電体基
板、（６）はこの誘電体基板（５）の両面に形成された
マイクロストリップ線路で、（７）は上記誘電体基板（
５）の一方の面に形成されたマイクロストリップ線路（
６）のストリップ導体、（８）は上記誘電体基板（５）
の他の面に形成されたマイクロストリップ線路（６）の
グラウンド側導体、（９）はこのグラウンド側導体（８
）が両側に折り返し、電気的な長さをλ／４とする位置
で開放終端するλ／４ストリップ導体である。（１０）
は電気長がλ／４のコイル状導体、（１１）は筐体（１
）内に設けられた上記マイクロストリップ線路（６）の
給電回路である。上記コイル状導体（１０）は概略、上
記グラウンド側導体（８）が両側に折り返す位置で、上
記ストリップ導体（７）と接続されている。[Embodiment of the Invention] Fig. 1 is a diagram showing a first embodiment of the antenna device according to the present invention. A dielectric substrate (6) is provided vertically, microstrip lines (6) are formed on both sides of the dielectric substrate (5), and (7) is a microstrip line formed on both sides of the dielectric substrate (5).
5) A microstrip line (
6) strip conductor, (8) the above dielectric substrate (5)
The ground side conductor (9) of the microstrip line (6) formed on the other side of the ground side conductor (8
) is a λ/4 strip conductor that is folded back on both sides and terminates open at the position where the electrical length is λ/4. (10)
is a coiled conductor with an electrical length of λ/4, (11) is a case (1
) is a power supply circuit for the above-mentioned microstrip line (6). The coiled conductor (10) is connected to the strip conductor (7) approximately at a position where the ground side conductor (8) is folded back on both sides.
なお（３）は無線機本体である。Note that (3) is the main body of the radio.
第２図は、こ゛の発明によるアンテナ装置の動作原理を
説明するためのλ／２スリーブアンテナの断面図を示し
たものである。図中、（１２）は同軸線路、（１３）は
同軸線路（１２）の′内導体、（１４）は同軸線路（１
２）の外導体、（１５）はスリーブ状導体、（１６）は
λ／４の長さのアンテナ素子である。スリーブ状導体（
１５）の長さはλ／４であり一端短絡、他端開放の共振
器を構成するため、外導体（１４）には電流は流れず、
アンテナ素子（１６）とスリーブ状導体（１５）とで図
に示すような電流分布（１７）を形成し、λ／２ダイポ
ールアンテナとしての特性を示す。FIG. 2 shows a sectional view of a λ/2 sleeve antenna for explaining the operating principle of the antenna device according to the present invention. In the figure, (12) is the coaxial line, (13) is the inner conductor of the coaxial line (12), and (14) is the coaxial line (1).
2) is an outer conductor, (15) is a sleeve-shaped conductor, and (16) is an antenna element having a length of λ/4. Sleeve-shaped conductor (
15) has a length of λ/4 and forms a resonator with one end short-circuited and the other end open, so no current flows through the outer conductor (14).
The antenna element (16) and the sleeve-shaped conductor (15) form a current distribution (17) as shown in the figure, exhibiting characteristics as a λ/2 dipole antenna.
上記説明において、同軸線路（１２）をマイクロストリ
ップ線路（６）、スリーブ状導体（１５）をλ／４スト
リップ導体（９）、アンテナ素子（１６）をコイル状導
体（１０）に置き換えれば、この発明によるアンテナ装
置の第一の実施例の動作原理を説明することになる。λ
／４ストリップ導体（９）の実際の長さは、誘電体基板
（５）の誘電率の効果によりλ／４より小さい。さらに
、コイル状導体（１０）は電気長がλ／４であればよく
、コイル状に形成されているのでその高さも十分小さく
できる。、従って、約λ／４の長さで、電流分布がλ／
２ダイポールアンテナにほぼ等しいλ／２ホイップアン
テナと同等の電気特性を有することになる。In the above explanation, if the coaxial line (12) is replaced with a microstrip line (6), the sleeve-shaped conductor (15) is replaced with a λ/4 strip conductor (9), and the antenna element (16) is replaced with a coil-shaped conductor (10), this The operating principle of the first embodiment of the antenna device according to the invention will be explained. λ
The actual length of the /4 strip conductor (9) is smaller than λ/4 due to the effect of the dielectric constant of the dielectric substrate (5). Furthermore, the electrical length of the coiled conductor (10) only needs to be λ/4, and since it is formed in a coil shape, its height can also be made sufficiently small. , Therefore, with a length of approximately λ/4, the current distribution is λ/4.
It has electrical characteristics equivalent to a λ/2 whip antenna, which is approximately equivalent to a two-dipole antenna.
次に、収納時の動作について説明する。第３図は、この
発明によるアンテナ装置の第一の実施例の収納時の構成
例を示す図であり、この図から明らかなようにコイル状
導体（１０）は筐体（１）の外部に突出している。図中
、（１８）はマイクロストリップ線路（６）の一端及び
λ／４ストリップ導体（９）を短絡する短絡部である。Next, the operation during storage will be explained. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the first embodiment of the antenna device according to the present invention when it is stored. As is clear from this diagram, the coiled conductor (10) is located outside the housing (1). It stands out. In the figure, (18) is a short-circuit part that short-circuits one end of the microstrip line (6) and the λ/4 strip conductor (9).
マイクロストリップ線路（６）の先端及びλ／４ストリ
ップ導体（９）を短絡することにより、給電側からマイ
クロストリップ線路（６）を見たインピダンスは無限大
となるため、コイル状導体（１０）とマイクロストリッ
プ線路（６）との並列接続特性で表される収納時の入力
インピーダンス特性は、マイクロストリップ線路（６）
の影響がなくなり、コイル状導体（１０）のみの特性で
表される。従って、無線機本体（３）とマイクロストリ
ップ線路（６）との空間は狭くでき、携帯無線機の小形
化を図ることができる。さらに、筐体（１）のすべての
面は金属で構成でき、無線機本体（３）と外部との電磁
遮蔽が容易にできるという利点もある。By short-circuiting the tip of the microstrip line (6) and the λ/4 strip conductor (9), the impedance when looking at the microstrip line (6) from the power supply side becomes infinite, so the coiled conductor (10) The input impedance characteristic when stored is expressed by the parallel connection characteristics with the microstrip line (6).
The influence of the curve is eliminated, and the characteristics are expressed only by the coiled conductor (10). Therefore, the space between the radio device main body (3) and the microstrip line (6) can be narrowed, and the size of the portable radio device can be reduced. Furthermore, all surfaces of the housing (1) can be made of metal, which has the advantage that electromagnetic shielding between the radio device body (3) and the outside can be easily achieved.
第４図は、この発明によるアンテナ装置の第二の実施例
を示す図であり、λ／４ストリップ導体（９）は蛇行状
になっている構成である。この構成では上記第一の実施
例に較べ誘電体基板（５）の長さを短くでき、従って、
アンテナの長さを更に短（することが可能である。また
λ／４ストリップ導体（９）は蛇行状でなく、コの字状
に連続して折り曲げてもよい。この場合にはアンテナの
長さを更に短くすることができる。FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the antenna device according to the present invention, in which the λ/4 strip conductor (9) has a meandering configuration. With this configuration, the length of the dielectric substrate (5) can be shortened compared to the first embodiment, and therefore,
The length of the antenna can be further shortened.Also, the λ/4 strip conductor (9) may be bent continuously into a U-shape instead of a meandering shape.In this case, the length of the antenna can be further shortened. The length can be further shortened.
第５図は、この発明によるアンテナ装置の第三の実施例
を示す図であり、（１９）は誘電体基板（５）の上部に
設けた誘電体板、（２０）はこの誘電体板（１９）上に
形成した折り曲げ導体である。折り曲げ導体（２０）の
電気的な長さをλ／４にすれば、折り曲げ導体（２０）
はコイル状導体（１０）と同様な作用をし、上記第一の
実施例と同様の特性となる。また、収納時においては、
折り曲げ導体（２０）が筐体（１）の上部に出る構成に
し、マイクロストリップ線路（６）の先端を短絡する構
成にすれば、上記第一の実施例と同様の特性となる。本
構成では折り曲げ導体（２０）はエツチング加工等の微
細加工技術により高い寸法精度で形成でき、また堅牢で
あるため、上記第一の実施例に較べ安定な特性が得られ
る。FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the antenna device according to the present invention, in which (19) is a dielectric plate provided on the upper part of the dielectric substrate (5), and (20) is this dielectric plate ( 19) A bent conductor formed on the top. If the electrical length of the bent conductor (20) is set to λ/4, the bent conductor (20)
has the same effect as the coiled conductor (10) and has the same characteristics as the first embodiment. Also, when storing,
If the bent conductor (20) is configured to protrude from the top of the housing (1) and the tip of the microstrip line (6) is short-circuited, the same characteristics as in the first embodiment can be obtained. In this configuration, the bent conductor (20) can be formed with high dimensional accuracy using microfabrication techniques such as etching, and is robust, so that more stable characteristics can be obtained than in the first embodiment.
またこの誘電体板（１９）は誘電体基板（５）の上部を
用いて兼用してもよい。Further, the upper part of the dielectric substrate (5) may also be used as the dielectric plate (19).
なお、誘電体板（１９）の誘電率を大きくすると、折り
曲げ導体（２０）の折り曲げた導体間隔を密にすること
ができ、この部分の形状をさらに小さ（することができ
る。In addition, if the dielectric constant of the dielectric plate (19) is increased, the distance between the bent conductors of the bent conductor (20) can be made denser, and the shape of this portion can be further reduced.
第６図は、この発明によるアンテナ装置の第四の実施例
を示す図、第７図は、この発明によるアンテナ装置の第
五の実施例を示す図であり、誘電体基板（５）は円形に
曲げられた構成である。誘電体基板（５）を円形に曲げ
ることにより、誘電体基板（５）を筐体（１）へ収納、
及び筐体（１）から取り出す場合に、取扱いしやすいと
いう利点がある。第８図は、円形に曲げられた誘電体基
板（５）の断面図を示すものである。円の半径は誘電体
基板（５）の厚さにくらべ十分大きいので、ストリップ
導体（７）とλ／４ストリップ導体（９）との間に電界
は形成せず、従ってλ／４ストリップ導体（９）はスリ
ーブを構成し、上記第−及び第三の実施例と同様の効果
を奏する。尚、上記第四及び第五の実施例では、第８図
に示すように、誘電体基板（５）の端部（２１ａ）及び
（２ｌ ｂ）の間に隙間がある場合について説明したが
、リング状に成型された誘電体基板のように隙間がない
場合についても同様に実施できる。FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the antenna device according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the antenna device according to the present invention, in which the dielectric substrate (5) is circular. It has a bent configuration. By bending the dielectric substrate (5) into a circular shape, the dielectric substrate (5) is stored in the casing (1),
It also has the advantage of being easy to handle when taken out from the casing (1). FIG. 8 shows a cross-sectional view of the dielectric substrate (5) bent into a circular shape. Since the radius of the circle is sufficiently large compared to the thickness of the dielectric substrate (5), no electric field is formed between the strip conductor (7) and the λ/4 strip conductor (9), and therefore the λ/4 strip conductor ( 9) constitutes a sleeve and produces the same effects as the above-mentioned 1st and 3rd embodiments. In addition, in the fourth and fifth embodiments described above, the case where there is a gap between the ends (21a) and (21b) of the dielectric substrate (5) as shown in FIG. 8 was explained. The same method can be applied to a case where there is no gap such as a ring-shaped dielectric substrate.
また上記実施例は何れも筐体（１）の上面に設けたが、
どの面に設けてもよい。要はアンテナ装置のマイクロス
トリップ線路（６）の長手方向が、筐体（１）の設置面
と垂直になればよい。In addition, in all of the above embodiments, it was provided on the top surface of the casing (1), but
It can be placed on any surface. The point is that the longitudinal direction of the microstrip line (6) of the antenna device should be perpendicular to the installation surface of the housing (1).
さらにアンテナ装置を筐体（１）に収納する構造とした
が、筐体（１）の外面に折り曲げる構造としてもよい。Further, although the antenna device is housed in the casing (1), it may be folded onto the outer surface of the casing (1).
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば、誘電体基板の一方の
面にストリップ導体を、他の面にグラウンド側導体を形
成したマイクロストリップ線路からなり、該マイクロス
トリップ線路の一端は筐体内部に設けられた給電回路よ
り給電され、上記グラウンド側導体は上記マイクロスト
リップ線路の他端に相当する位置で上記グラウンド側導
体の両側に折り返されて、電気的な長さを概略λ／４と
する位置で開放終端し、コイル状導体または誘電体板上
に形成された折り曲げ導体が上記ストリップ導体の上記
マイクロストリップ線路他端に相当する位置で接続され
てなるアンテナ装置を筐体の外部に、筐体設置面と上記
マイクロストリップ線路の長手方向が垂直なるように設
けたことにより、はぼλ／４の長さでλ／２ホイップア
ンテナと同等の電気特性を有するとともに、収納スペー
スが小さくでき、しかも収納時の着信・発呼できる地域
が広い携帯無線機を得ることができるという多大な効果
がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a microstrip line is formed with a strip conductor formed on one side of a dielectric substrate and a ground side conductor formed on the other side, and one end of the microstrip line is is fed from a power supply circuit provided inside the housing, and the ground side conductor is folded back on both sides of the ground side conductor at a position corresponding to the other end of the microstrip line, so that the electrical length is approximately λ. /4, and an antenna device in which a coiled conductor or a bent conductor formed on a dielectric plate is connected at a position corresponding to the other end of the microstrip line of the strip conductor is attached to the housing. By installing the microstrip line externally so that the longitudinal direction of the microstrip line is perpendicular to the housing installation surface, it has approximately λ/4 length and has electrical characteristics equivalent to a λ/2 whip antenna, while also saving storage space. This has the great effect of providing a portable wireless device that can be made smaller and can cover a wider range of areas where calls can be received and made when stored.
第１図はこの発明の第一の実施例による携帯無線機を示
す図、第２図はこの発明の動作原理を説明するための半
波長スリーブアンテナの断面図、第３図はこの発明の第
一の実施例の収納時の構成図、第４図はこの発明の第二
の実施例を示す図、第５図はこの発明の第三の実施例を
示す図、第６図はこの発明の第四の実施例を示す図、第
７図はこの発明の第五の実施例を示す図、第８図はこの
発明の第四及び第五の実施例の動作原理を説明するため
の図、第９図は従来の携帯無線機の一例を示す図である
。
図において、（１）は筐体、（５）は誘電体基板、（６
）はマイクロストリップ線路、（７）はストリップ導体
、（８）はグラウンド側導体、（９）はλ／４ストリッ
プ導体、（１０）はコイル状導体、（１９）は誘電体板
、（２０）は折り曲げ導体である。
なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing a portable wireless device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a half-wavelength sleeve antenna for explaining the operating principle of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the first embodiment when stored, FIG. 4 is a diagram showing the second embodiment of the invention, FIG. 5 is a diagram showing the third embodiment of the invention, and FIG. 6 is a diagram showing the third embodiment of the invention. FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention; FIG. 8 is a diagram for explaining the operating principle of the fourth and fifth embodiments of the present invention; FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional portable radio device. In the figure, (1) is the casing, (5) is the dielectric substrate, and (6) is the casing.
) is a microstrip line, (7) is a strip conductor, (8) is a ground side conductor, (9) is a λ/4 strip conductor, (10) is a coiled conductor, (19) is a dielectric plate, (20) is a bent conductor. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (3)
、誘電体基板の一方の面にストリップ導体を、他の面に
グラウンド側導体を形成したマイクロストリップ線路か
らなり、該マイクロストリップ線路の一端は上記給電回
路より給電され、上記グラウンド側導体は上記マイクロ
ストリップ線路の他端に相当する位置で上記グラウンド
側導体の両側に折り返されて、電気的な長さを概略λ／
４とする位置で開放終端し、コイル状導体が上記ストリ
ップ導体の上記マイクロストリップ線路他端に相当する
位置で接続されてなるアンテナ装置を上記筐体の外部に 設けた ことを特徴とするアンテナ装置。(1) Consisting of a casing with a radio main body and a power supply circuit inside, and a microstrip line with a strip conductor formed on one side of a dielectric substrate and a ground side conductor formed on the other side, the microstrip One end of the line is supplied with power from the power supply circuit, and the ground side conductor is folded back on both sides of the ground side conductor at a position corresponding to the other end of the microstrip line, so that the electrical length is approximately λ/
An antenna device characterized in that an antenna device is provided outside the housing, the antenna device having an open termination at a position indicated by 4 and a coiled conductor connected at a position corresponding to the other end of the microstrip line of the strip conductor. .
折り曲げ導体としたことを特徴とする請求項１記載のア
ンテナ装置。(2) The antenna device according to claim 1, characterized in that the coiled conductor is replaced by a bent conductor formed on a dielectric plate.
とを特徴とする請求項１および２記載のアンテナ装置。(3) The antenna device according to claim 1 or 2, wherein the dielectric substrate is bent into a circular shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242050A JP2581834B2 (en) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242050A JP2581834B2 (en) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | Antenna device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120902A true JPH04120902A (en) | 1992-04-21 |
| JP2581834B2 JP2581834B2 (en) | 1997-02-12 |
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ID=17083528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2242050A Expired - Fee Related JP2581834B2 (en) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | Antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581834B2 (en) |
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