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1、第一章第一章1.1.什么是通信、電信和電信傳輸?電信號(hào)有哪幾類(lèi)?各有什么特征?什么是通信、電信和電信傳輸?電信號(hào)有哪幾類(lèi)?各有什么特征?答:通信:人們互通信息(想法、意見(jiàn)、消息、情報(bào)等答:通信:人們互通信息(想法、意見(jiàn)、消息、情報(bào)等 )的方式或過(guò)程。)的方式或過(guò)程。 電信:利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳送信息和交換信息的通信方式稱(chēng)之為電信。電信:利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳送信息和交換信息的通信方式稱(chēng)之為電信。 電信傳輸:含有信息的電信號(hào)的傳輸簡(jiǎn)稱(chēng)為電信傳輸。電信傳輸:含有信息的電信號(hào)的傳輸簡(jiǎn)稱(chēng)為電信傳輸。 電信號(hào)的分類(lèi):電信號(hào)的分類(lèi): 按照電信號(hào)傳載信息的形式不同可分為:按照電信號(hào)傳載信息的形式不同可分為: 模擬

2、信號(hào)模擬信號(hào) 幅度隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。幅度隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 時(shí)間和幅度離散的信號(hào)。時(shí)間和幅度離散的信號(hào)。6.6.敘述絕對(duì)電平和相對(duì)電平的意義以及兩者之間的關(guān)系敘述絕對(duì)電平和相對(duì)電平的意義以及兩者之間的關(guān)系? ?答:答: 絕對(duì)電平絕對(duì)電平 以基準(zhǔn)參考點(diǎn)為固定值計(jì)算得出的電平值。以基準(zhǔn)參考點(diǎn)為固定值計(jì)算得出的電平值。 相對(duì)電平相對(duì)電平 以任選一點(diǎn)的功率、電壓和電流作為基準(zhǔn)值,則所求以任選一點(diǎn)的功率、電壓和電流作為基準(zhǔn)值,則所求得的某一點(diǎn)電平就稱(chēng)為相對(duì)電平。得的某一點(diǎn)電平就稱(chēng)為相對(duì)電平。11P10lg dBm11ln N21PPPLmwPLmw121210lg dB1ln

3、Np2PPpLppLp絕對(duì)功率電平計(jì)算相對(duì)功率電平計(jì)算兩者關(guān)系兩者關(guān)系 兩點(diǎn)間的相對(duì)功率電平等于該兩點(diǎn)的絕對(duì)功率電平之差。這種關(guān)系對(duì)于兩點(diǎn)間的相對(duì)功率電平等于該兩點(diǎn)的絕對(duì)功率電平之差。這種關(guān)系對(duì)于電壓電平和電流電平都成立。電壓電平和電流電平都成立。7.已知測(cè)試點(diǎn)的阻抗已知測(cè)試點(diǎn)的阻抗RL=75,其電壓為其電壓為0.85V,試計(jì)算測(cè)試點(diǎn)上的絕對(duì)功率,試計(jì)算測(cè)試點(diǎn)上的絕對(duì)功率電平是多少?電平是多少?解:解:2200000()10lg10lg()( )( )20lg10lg()( )( )0.85( )600( )20lg10lg9.83()0.775( )75( )xxxpxxP mWURLP m

4、WURU VRdBmU VRVdBmV8.設(shè)電路某點(diǎn)的絕對(duì)功率電平為:(設(shè)電路某點(diǎn)的絕對(duì)功率電平為:(1)0.5NP, (2)-1.5 NP, (3)-7 dBm試求該點(diǎn)的功率值。試求該點(diǎn)的功率值。解解: (1) 由由可得可得 (2) 由由可得可得 (3)由由可得可得P1ln=0.5 N21xPPLmwP1ln=-1.5 N21xPPLmw()2.72()xPe mWmW3()0.05()xPemWmW10lg dBm1xPPLmw0.710()0.2()xPmWmW第二章第二章1.集總參數(shù)與分布參數(shù)有哪些不同?集總參數(shù)與分布參數(shù)有哪些不同? 答:一個(gè)工作在低頻的傳輸線(xiàn)(答:一個(gè)工作在低頻的傳

5、輸線(xiàn)(短線(xiàn)短線(xiàn)),可以認(rèn)為傳輸線(xiàn)上所有的電場(chǎng)能),可以認(rèn)為傳輸線(xiàn)上所有的電場(chǎng)能集中在一個(gè)電容器集中在一個(gè)電容器C中,磁場(chǎng)能集中在一個(gè)電感器中,磁場(chǎng)能集中在一個(gè)電感器L中,把消耗的電磁能量集中,把消耗的電磁能量集中在一個(gè)電阻元件中在一個(gè)電阻元件R和一個(gè)電導(dǎo)元件和一個(gè)電導(dǎo)元件G上,除了集總電容、電感和電阻外,其上,除了集總電容、電感和電阻外,其余連接導(dǎo)線(xiàn)都是理想連接線(xiàn)。常把這些獨(dú)立存在的余連接導(dǎo)線(xiàn)都是理想連接線(xiàn)。常把這些獨(dú)立存在的R,C,L,G稱(chēng)為稱(chēng)為集總參集總參數(shù)數(shù)。 一個(gè)工作在高頻的傳輸線(xiàn)(一個(gè)工作在高頻的傳輸線(xiàn)(長(zhǎng)線(xiàn)長(zhǎng)線(xiàn))把傳輸線(xiàn)單位長(zhǎng)度上的電阻、電感、)把傳輸線(xiàn)單位長(zhǎng)度上的電阻、電感、電容

6、、電導(dǎo)分別稱(chēng)為分布電阻電容、電導(dǎo)分別稱(chēng)為分布電阻R1、分布電感、分布電感L1、分布電容、分布電容C1、分布電導(dǎo)、分布電導(dǎo)G1,并統(tǒng)稱(chēng)為傳輸線(xiàn)的并統(tǒng)稱(chēng)為傳輸線(xiàn)的分布參數(shù)分布參數(shù)。2.何為長(zhǎng)線(xiàn)?何為短線(xiàn)?何為長(zhǎng)線(xiàn)?何為短線(xiàn)? 答:長(zhǎng)線(xiàn)與短線(xiàn)是答:長(zhǎng)線(xiàn)與短線(xiàn)是傳輸線(xiàn)的幾何長(zhǎng)度相對(duì)于工作波長(zhǎng)段中最小的波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)的幾何長(zhǎng)度相對(duì)于工作波長(zhǎng)段中最小的波長(zhǎng)min而言的而言的。若若Lmin/100則稱(chēng)為則稱(chēng)為長(zhǎng)線(xiàn)長(zhǎng)線(xiàn)工作狀態(tài),主要考慮分布參數(shù)。工作狀態(tài),主要考慮分布參數(shù)。若若Lmin/100則稱(chēng)為則稱(chēng)為短線(xiàn)短線(xiàn)工作狀態(tài),主要考慮集總參數(shù)。工作狀態(tài),主要考慮集總參數(shù)。4.4.傳輸線(xiàn)的特性阻抗和傳輸常數(shù)代表什么意義

7、?傳輸線(xiàn)的特性阻抗和傳輸常數(shù)代表什么意義? 答:答:特性阻抗特性阻抗Z ZC C反映了傳輸線(xiàn)上電壓波和電流波之間的關(guān)系。反映了傳輸線(xiàn)上電壓波和電流波之間的關(guān)系。傳輸線(xiàn)上特性阻抗為任一點(diǎn)的電壓入射波和電流入射波的比值。傳輸線(xiàn)上特性阻抗為任一點(diǎn)的電壓入射波和電流入射波的比值。 傳輸常數(shù)傳輸常數(shù)這一數(shù)值綜合表征了信號(hào)的電磁波沿均勻匹配線(xiàn)路傳輸時(shí)這一數(shù)值綜合表征了信號(hào)的電磁波沿均勻匹配線(xiàn)路傳輸時(shí), ,一個(gè)單位長(zhǎng)度回路內(nèi)在幅值和相位上所發(fā)生的變化程度。一個(gè)單位長(zhǎng)度回路內(nèi)在幅值和相位上所發(fā)生的變化程度。8.8.若已知若已知f=5MHzf=5MHz,同軸電纜回路的一次參數(shù)為:電阻,同軸電纜回路的一次參數(shù)為:

8、電阻R R1 1=50=50 /km,/km,電感電感L L1 1= =0.2mH /km0.2mH /km,電導(dǎo),電導(dǎo)G G1 1=15s/km=15s/km,電容,電容C C1 1=33nF/km=33nF/km,試確定回路的二次參數(shù)。,試確定回路的二次參數(shù)。解:當(dāng)頻率解:當(dāng)頻率f=5MHzf=5MHz時(shí),時(shí), -31C-910.2 10Z=77.85( )33 10LC衰減常數(shù)衰減常數(shù)相移常數(shù)相移常數(shù)11111 8.6862.77(/)22RCLGdB KmLC6-3-911L25 100.2 1033 1080.7(rad/km)C 10.設(shè)某同軸線(xiàn)的外導(dǎo)設(shè)某同軸線(xiàn)的外導(dǎo)體內(nèi)直徑為體內(nèi)

9、直徑為20mm20mm,內(nèi)導(dǎo)體外直徑為,內(nèi)導(dǎo)體外直徑為10mm10mm,求其,求其特性阻抗;若在內(nèi)外導(dǎo)體之間充特性阻抗;若在內(nèi)外導(dǎo)體之間充為為2.22.2的介質(zhì),求其特性阻抗。的介質(zhì),求其特性阻抗。 解:解:606010lnln41.59( )15crbZa606010lnln28.04( )52.2crbZa第三章第三章4.若將若將3cm標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)BJ-100型型(a=22. 86mm,b=10.16mm)用來(lái)傳輸用來(lái)傳輸工作波長(zhǎng)工作波長(zhǎng)=5cm的電磁波,試問(wèn)是否可能?若用的電磁波,試問(wèn)是否可能?若用BJ-85型型(a=40.4mm,b=20.2mm)用來(lái)傳輸波長(zhǎng)用來(lái)傳輸波長(zhǎng)

10、=3cm的電磁波是否可能?會(huì)不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題?的電磁波是否可能?會(huì)不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題?解解: (1) (2) 但是題目不滿(mǎn)足單模傳輸條件但是題目不滿(mǎn)足單模傳輸條件 會(huì)產(chǎn)生色散。會(huì)產(chǎn)生色散。1024.572()cTEacm 所以不能傳輸102001112228.08()4.04()24.04()23.61()cTEcTEcTEcTMacmacmbcmabcmab222 ()( )cmnab2caa7.7.有一空氣填充的矩形波導(dǎo)工作于有一空氣填充的矩形波導(dǎo)工作于TETE1010模式,其工作頻率為模式,其工作頻率為10GHz10GHz,已測(cè)得,已測(cè)得波導(dǎo)波長(zhǎng)波導(dǎo)波長(zhǎng)p=4cmp=4cm。試求。試求(1

11、)(1)截止頻率截止頻率f f和截止波長(zhǎng)和截止波長(zhǎng)c (2)c (2)相速度相速度VpVp,群速度,群速度VgVg和波阻抗和波阻抗Z ZTE10TE10. .解解: (1): (1)已知已知 f=10GHz, p=4cm,由由 及及21 ()ppcVf83 10 (/ )cm s 893 103()10 10ccmf24.54()1 ()cpcm6.61cccfGHz(2)相速度相速度Vp,群速度,群速度Vg和波阻抗和波阻抗ZTE10解:解:980.04 10 104 10 (/ )ppvfm s281 ()2.25 10 (/ )gcdvcm sd2101201160502.4TEcZ8.有

12、一內(nèi)充空氣,有一內(nèi)充空氣,ba6cma6cm,b4cmb4cm 6cma8cm 6cma8cm,b4cmb4cm222 ()( )cmnab20012cTEcTEab88963 1043 103 10 52a52b1001120%80%cTEcTEfff9.設(shè)有空氣填充的內(nèi)直徑為設(shè)有空氣填充的內(nèi)直徑為5cm的圓形波導(dǎo)。求:的圓形波導(dǎo)。求:(1)TE11,TM01和和TE01模式的截止波長(zhǎng);模式的截止波長(zhǎng);解:查表可知:解:查表可知: 1101013.418.525()2.626.55()1.644.1()cTEcTMcTEacmacmacm(2)當(dāng)工作波長(zhǎng)分別為當(dāng)工作波長(zhǎng)分別為7cm,6cm,

13、3cm時(shí),波導(dǎo)中可能存在哪些模式?時(shí),波導(dǎo)中可能存在哪些模式?解:解:當(dāng)工作波長(zhǎng)為當(dāng)工作波長(zhǎng)為7cm時(shí)時(shí) 故只存在故只存在TE11波。波。當(dāng)工作波長(zhǎng)為當(dāng)工作波長(zhǎng)為6cm時(shí)時(shí) 故存在故存在TE11和和TM01波波。同理,當(dāng)工作波長(zhǎng)為同理,當(dāng)工作波長(zhǎng)為3cm時(shí),存在時(shí),存在TE11,TE21,TE01,TE31 ,TM01,TM11,TM21模式的波。模式的波。113.418.5257cTEacmcm012.626.557cTMacmcm1101213.418.52572.626.5572.065.156cTEcTMcTEacmcmacmcmacmcm(3) 為為7cm時(shí),主模的時(shí),主模的,Vp,

14、Vg和和p,波阻抗。,波阻抗。解:解: =7cm時(shí),主模為時(shí),主模為T(mén)E11波。波。113.418.525cTEacm825.26 10/1 ()pccVm s相速度:281 () =1.71 10/gcVcm s群速度:2212.265cm1 ()gc波導(dǎo)波長(zhǎng)2111201660.5TEcZ221 ()51.23/crad m10.10.空氣填充的圓形波導(dǎo)中傳輸主模。已知工作頻率空氣填充的圓形波導(dǎo)中傳輸主模。已知工作頻率f=5GHzf=5GHz,0 0/c c=0.9=0.9。求:。求:(1)(1)內(nèi)直徑內(nèi)直徑解:解: 又傳輸主模又傳輸主模TE11圓波導(dǎo)截止波長(zhǎng)圓波導(dǎo)截止波長(zhǎng)c=3.41a=

15、6.7cm,a=1.96cm即內(nèi)直徑即內(nèi)直徑d=2a=3.92cm(2) 求求,p解:解:8093106510ccmf66.70.9ccm213.76pcm 9228225 10110.945.65/3 10crad m 12. 有一空氣同軸線(xiàn)的截面尺寸有一空氣同軸線(xiàn)的截面尺寸a=10mm,b=40mm。求求(1) TE11 , TE01 , TM01三種模式的截止波長(zhǎng)。三種模式的截止波長(zhǎng)。解解:110101()15.712()612()6cTEcTEcTMbacmbacmbacm(2)當(dāng)工作波長(zhǎng)當(dāng)工作波長(zhǎng)0=10cm時(shí),求時(shí),求TEM模和模和TE11模的相速度。模的相速度。解:同軸線(xiàn)中解:同

16、軸線(xiàn)中TEM波的相速度與其在相應(yīng)介質(zhì)中的傳播速度是一樣的波的相速度與其在相應(yīng)介質(zhì)中的傳播速度是一樣的即即83 10/pTEMvcm s 81123.89 10/1 ()pTEccVm s13.有一同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體的半徑有一同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體的半徑a=0.5mm,b=1.75mm,若絕緣材料的節(jié),若絕緣材料的節(jié)電常數(shù)為電常數(shù)為1,該同軸線(xiàn)的特性阻抗為多少?并計(jì)算單模工作的頻率范圍。,該同軸線(xiàn)的特性阻抗為多少?并計(jì)算單模工作的頻率范圍。解:解: 單模傳輸條件單模傳輸條件 所以所以60601.75lnln75.17( )10.5crbZa1130()7.065 10cTEbam 833 10042.57.06

17、5 10ccHzffGHz4-5 了解截止波長(zhǎng)的定義,當(dāng)工作波長(zhǎng)大于截止波長(zhǎng)時(shí),該模式不能了解截止波長(zhǎng)的定義,當(dāng)工作波長(zhǎng)大于截止波長(zhǎng)時(shí),該模式不能傳輸傳輸4-11 根據(jù)公式:根據(jù)公式:4-12 均勻光纖與包層折射率:均勻光纖與包層折射率:n1=1.50,n2=1.45 033. 0) 1 (121nnn21384.011)2(2122nnnnNA 11max21(3)(1)172165LnnnscnLnnsc 第四章第四章 22222222020(r)(0)21() 0annnrN Annnra 4-14 單模傳輸條件單模傳輸條件 0v2.4048由由 可得到可得到a的范圍的范圍由由 得到得到

18、 的范圍:的范圍:0 0.00220122anV0122anV1011max22(4)(1)10 101.497Lnnncn0a0.469 m4-15 (1)2222200111221sin1 sin1cnnnnnnn22012022012000sin/arcsin(/)13.062nnnnnn稱(chēng) 為光纖端面的最大入射角,而為光纖對(duì)光線(xiàn)的最大可接收角為26.12。 (2)光纖放在空氣中 4-16 (1) (2) (3)包層和涂覆層去掉, ,212. 021 nNAnscLn1001max22120.3NAnn22121.118NAnn11max2(1)5Lnnscn21n 第五章第五章5-6

19、K為等效地球徑系數(shù),為等效地球徑系數(shù), ,R為地球半徑,為地球半徑, 為折射率梯度,它反映氣象參數(shù)對(duì)電波傳播影響的重為折射率梯度,它反映氣象參數(shù)對(duì)電波傳播影響的重要參數(shù)。要參數(shù)。 溫帶地區(qū)的溫帶地區(qū)的K (2/3 ) K值變化的話(huà),電波傳輸路線(xiàn)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變,值變化的話(huà),電波傳輸路線(xiàn)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變, 設(shè)計(jì)微波線(xiàn)路時(shí)就要做出相應(yīng)的改變?cè)O(shè)計(jì)微波線(xiàn)路時(shí)就要做出相應(yīng)的改變dhdnRRRKe11dndh 5-11自由空間損耗:自由空間損耗: 將將PT=10W換成電平值:換成電平值: =10lg(10000mw/1mw)=40dBm2410lg10lg() 32.4520lg ()20lg()138.

20、9TPRPdfLdBPcd kmf MHzdB()() 36.9RTTRrtPP dBmP dBmGGLLLdBm /1013101.29 10()PLRTPPW120h0.57713.5md dd20.7212cos22 1cos20lgkkkLrrLL18KM 28KM5-12解:解:122d dhRr1 H r2r5-13 (1)基本傳輸損耗 =145dB (2)接收功率: )()()(lg20)(lg2045.32 14lg10lg102dBGdBGMHzfkmdGGcdfPPLRTRTRTP10/10LPTRPP14=7.9 10W5-14 解: hc/F1=-0.5 查圖 L=12

21、dB,得到接收功率 P=-35dBm-12dB=-47dBm 6-11 鄰道干擾是指相鄰和相近的頻道之間的干擾。 同道干擾一般是指相同頻率電臺(tái)之間的干擾、或相近頻率信號(hào)的干擾。 兩個(gè)或多個(gè)不同頻率信號(hào),同時(shí)作用在通信設(shè)備的非線(xiàn)性電路上時(shí),由于非線(xiàn)性器件的作用,會(huì)產(chǎn)生許多組合頻率分量,其中一部分諧波或組合頻率分量與所需有用頻率相近,就會(huì)自然地落入接收機(jī)通帶內(nèi)而形成干擾,這就是互調(diào)干擾互調(diào)干擾 通常將近處無(wú)用信號(hào)壓制遠(yuǎn)處有用信號(hào)的現(xiàn)象稱(chēng)為遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng),又叫近端對(duì)遠(yuǎn)端比干擾。 符號(hào)間干擾:當(dāng)數(shù)據(jù)速率提高時(shí),數(shù)據(jù)間的間隔就會(huì)減小,到一定程度符號(hào)重疊無(wú)法區(qū)分 6-12 kmDDDSI5 .4510)

22、1 (55. 3104022DDSI故同頻再用距離為故同頻再用距離為45.5km 6-13 因?yàn)閱挝宦窂綋p耗相等,所以得: 近端遠(yuǎn)端比干擾 :)(801 . 010lg4021dBRdd6-14 基準(zhǔn)噪聲功率: 由查表得市區(qū)人為噪聲功率系數(shù)Fa=27dB,故接收機(jī)輸入端的平均人為噪聲功率: N=Fa+N0=-162 dBw+27 dB=-135 dBW002 32 31 0 lg1 0 lg1 .3 81 02 9 01 61 01 6 2NNkT Bd B W 6-15 (1)自由空間傳播損耗 由圖由圖6-196-19查得市區(qū)基本損耗中值:查得市區(qū)基本損耗中值:A Am m(f,df,d)=

23、27dB=27dB 由圖由圖6-20(a)6-20(a)可得基站天線(xiàn)高度增益因子:可得基站天線(xiàn)高度增益因子: H Hb b(h(hb b,d)=-12dB,d)=-12dB 由圖由圖6-20(b)6-20(b)可得移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)高度增益因子:可得移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)高度增益因子:H Hm m(h(hm m,f)=0dB,f)=0dB 把上述各項(xiàng)代入式把上述各項(xiàng)代入式(6-23)(6-23),可得傳播路徑損耗中值為:,可得傳播路徑損耗中值為:105.5dB 20lg45020lg1032.45 )(lg20)(lg2045.32MHzfkmdLP144.5dB0-(-12)-27105.5 ),(),(),(

24、)(fhHfhHdfALdBLmmbbmPT(2)移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)得到的信號(hào)功率中值PP2TPTRTTRT()()( , )(,)(,)4 P -L G G -( , )(,)(,) P G G -L 10lg10 10-134.5-114.5dBw-84.5dBmPTTRmbbmmmbbmmPdBPG GAf dHhfHhfdAf dHhfHhf6-16 一般情況下可以把三階互調(diào)干擾歸納為兩種類(lèi)型,即兩信號(hào)三階互調(diào)和三信號(hào)三階互調(diào) 由此可知,它既受兩信號(hào)三階互調(diào)干擾,又受三信號(hào)三階互調(diào)干擾。DCBACBAfffffff22150.3150.3ABABCffMHzfffMHz 7-6 考慮地面地形因

25、素 :微波傳播過(guò)程中樹(shù)林、建筑、山頭或地面障礙物等會(huì)阻擋一部分電磁波,增加損耗 考慮地面反射 考慮大氣的影響(主要是對(duì)流層的影響)7-7自由空間損耗LP為 =83.5dB自由空間下接收功率: =-50.45dBm查圖5-8得 Lr=6dB,微波接收實(shí)際的接收功率: =-56.45dBmdBdBGdBGMHzfkmdLRTP1 .7720404 .59.7106.3345.32)()()(lg20)(lg2045.32/0() () ( )101000 1 1 177.149.1RTtrPPdBmP dBmLLLdBLgdBm )()()(0dBLdBmPdBmPrRR 7-8當(dāng)反射點(diǎn)離A站18

26、km時(shí),突起高度 =42.4m當(dāng)反射點(diǎn)離A站 24km時(shí), =45.2m當(dāng)K=4/3時(shí),反射點(diǎn)離A 18Km時(shí)反射點(diǎn)距離A24千米時(shí)同理可得Rddh221Rddh221121231.7922eed dd dhmRKR121233.922eed dd dhmRKR 7-9 參考例7-2 7-10 參考例7-3 7-11 參考例7-4=47.3dB16()CCCdBNNN門(mén)限理論惡化量10 ()()80.47CdBdBmdBm 門(mén)限16+10lg2.25 10()51.6 10lg2 10lg2 2 20lg20lgfTAFfcCM dBPGBNLLfdN實(shí)際門(mén)限1002.25 10FNN KT BmW 8-5 (1) 熱噪聲:與溫度有關(guān)(2)宇宙噪聲:宇宙噪聲

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