一种三极化天线的制作方法

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一种三极化天线的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种三极化天线,包括:第一水平振子、第二水平振子和垂直振子;其中,所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子两两互相垂直,所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子的方向图共相位中心。本发明实施例能够大大简化对信道的测试算法,从而能够大大提高信道测试的效率和准确性。
【专利说明】
-种H极化天线
技术领域
[0001] 本发明实施例设及通信技术领域,尤其设及一种=极化天线。
【背景技术】
[0002] 随着通信技术的发展,通信系统对信道容量和系统资源的利用率要求越来越高。 MIMO(多入多出,Multiple-Input Multiple-〇u1:put)系统因其在不增加频谱资源和天线发 射功率的情况下,可W成倍的提高系统信道容量而被视为无线通信领域的关键技术之一。
[0003] MIMO系统的一个基本要求是各个信道之间信号不相关或具有较低的相关性。现 有方案可W利用天线的不同极化来满足上述基本要求,如双极化天线已被广泛应用到MIMO 系统中。
[0004] 为了实现MIMO各种关键技术和处理算法的仿真和评估,MIMO信道的建模非常重 要,故还需对得到信道模型进行测试,例如,上述测试过程可W对实际的测试数据进行特性 参数的提取,并统计分析得到所有的特性参数。 阳〇化]然而,由于测试数据的误差会直接影响模型的准确性,运样,现有的双极化天线在 接收多径信号时,容易因为天线本身相位偏差而引入额外的误差,从而导致信道测试的效 率低下。

【发明内容】

[0006] 本发明实施例提供一种=极化天线,用W解决现有技术中信道测试的效率低下的 缺陷,提高信道测试的准确性和效率。
[0007] 本发明实施例提供一种=极化天线,包括:第一水平振子、第二水平振子和垂直振 子;
[0008] 其中,所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子两两互相垂直,所述 第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子的方向图共相位中屯、。
[0009] 优选的,所述第一水平振子和所述第二水平振子具有相同结构,所述第一水平振 子和所述第二水平振子分别通过第一馈电结构和第二馈电结构馈电,所述第一馈电结构和 所述第二馈电结构在垂直方向上对称放置。
[0010] 优选的,所述垂直振子包括:垂直振子上部和垂直振子下部,其中,所述垂直振子 上部和所述垂直振子下部相对于所述第一水平振子和所述第二水平振子对应水平面不对 称,所述垂直振子上部和所述垂直振子下部通过第=馈电结构馈电,所述第=馈电结构位 于所述第一馈电结构和所述第二馈电结构的中屯、。
[0011] 优选的,所述=极化天线还包括支撑结构,所述支撑结构包括:便于支撑所述垂直 振子上部、所述第一馈电结构和所述第二馈电结构的空屯、圆柱支撑结构、W及便于支撑所 述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子下部的印制电路板结构。
[0012] 优选的,所述空屯、圆柱支撑结构的侧面上设有第一孔,所述空屯、圆柱支撑结构的 底面上设有第二孔,W通过所述第一孔和所述第二孔连接所述第一水平振子和所述第一馈 电结构、及所述第二水平振子和所述第二馈电结构,W及通过所述第二孔支撑所述垂直振 子上部。
[0013] 优选的,所述支撑结构还包括:置于所述印制电路板结构下部的圆环状金属锥。
[0014] 优选的,所述垂直振子下部为空屯、圆柱结构,所述空屯、圆柱结构的外径等于所述 圆环状金属锥的外径,所述空屯、圆柱结构固定于所述圆环状金属锥。
[0015] 优选的,所述=极化天线还包括:馈线圆筒,所述馈线圆筒包括:固定于所述圆环 状金属锥的蜂巢状腔体,所述蜂巢状腔体上设置有圆柱空腔体,所述第一馈电结构、所述第 二馈电结构和所述第=馈电结构通过所述圆柱空腔体与对应的第一水平振子、第二水平振 子和垂直振子相连。
[0016] 优选的,所述蜂巢状腔体的直径大于所述圆环状金属锥的内径。
[0017] 优选的,所述=极化天线还包括:位于所述馈线圆筒外部的己伦。
[0018] 本发明实施例提供的=极化天线,具有=个方向图共相位中屯、的特性,由于消除 了天线本身相位偏差的因素对测试复杂度的影响,因此能够大大简化对信道的测试算法, 从而能够大大提高信道测试的效率和准确性。
【附图说明】
[0019] 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一简单地介绍,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W根 据运些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明的一种=极化天线实施例的结构示意图;
[0021] 图2为本发明的一种支撑结构400的结构示意图;
[0022] 图3为本发明的一种第一水平振子100、第二水平振子200、空屯、圆柱支撑结构401 和印制电路板结构402的结构示意图;
[0023] 图4为本发明的一种空屯、圆柱支撑结构401和垂直振子上部301的结构示意图;
[0024] 图5为本发明的一种圆环状金属锥403的结构示意图; 阳0巧]图6为本发明的一种印制电路板结构402、圆环状金属锥403和垂直振子下部302 的结构示意图; 阳0%] 图7为本发明的一种馈线圆筒600的全局结构示意图;
[0027] 图8为本发明的一种馈线圆筒600的局部结构示意图;
[0028] 图9为本发明的一种电缆至于馈线圆筒600内部的结构示意图;
[0029] 图10为本发明的一种蜂巢状腔体601和圆环状金属锥403的结构示意图;
[0030] 图11为本发明的一种己伦500的全局结构不意图;
[0031] 图12为本发明的一种己伦500的局部结构示意图;
[0032] 图13为本发明的一种S极化天线的整体视图;
[003引图14为本发明的一种立极化天线的侧视图;及 [0034] 图15为本发明的一种S极化天线的俯视图; 阳03引 图中,100-第一水平振子,200-第二水平振子,300-垂直振子,301-垂直振子上 部,302-垂直振子下部,400-支撑结构,401-空屯、圆柱支撑结构,402-印制电路板结构, 403-圆环状金属锥,500-己伦,501-己伦与馈线圆筒连接的金属圆环,600-馈线圆筒, 601-蜂巢状腔体,602-圆柱空腔体。
【具体实施方式】
[0036] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例 中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,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。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。
[0037] 本发明实施例提供了一种=极化天线,具体可W包括:第一水平振子、第二水平振 子和垂直振子;其中,所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子两两互相垂 直,所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子的方向图共相位中屯、。
[0038] 本发明实施例不仅可W广泛运用于采用MIMO技术组建的通信网络中,而且可W 应用于对信道模型的研究中,用于优化信道模型,具体地,其=个极化方向共相位中屯、的特 性,能够消除相位偏差的因素对测试复杂度的影响,因此能够大大简化对信道的测试算法, 从而能够大大提高信道测试的效率和准确性。
[0039] 下面通过具体的实施例详细介绍本发明提供的一种=极化天线。 阳040] 实施例一
[0041] 参照图1,示出了本发明的一种=极化天线实施例的结构示意图,该=极化天线具 体可W包括:第一水平振子100、第二水平振子200和垂直振子300 ;其中,所述第一水平振 子100、所述第二水平振子200和所述垂直振子300两两互相垂直,所述第一水平振子100、 所述第二水平振子200和所述垂直振子300的方向图共相位中屯、。
[0042] 在本发明的一种可选实施例中,所述第一水平振子100和所述第二水平振子200 可W具有相同结构,且所述第一水平振子100和所述第二水平振子200可W分别通过第一 馈电结构和第二馈电结构馈电。其中,所述第一馈电结构和第二馈电结构的数目均可W为 2, 例如,第一水平振子100可由第一馈电结构所包括的feed 1,2分别馈电,feed 1,2的馈 电信号等幅反向;第二水平振子200可由第二馈电结构所包括的feed 3, 4分别馈电,feed 3, 4的馈电信号等幅反向,由此,所述第一水平振子100和所述第二水平振子200可W构成 两对偶极子。在实际应用中,上述第一馈电结构和第二馈电结构可W为半刚性同轴电缆,且 可W通过差分模式对所述第一水平振子100和所述第二水平振子200进行馈电,本发明实 施例对于所述第一水平振子100和所述第二水平振子200的具体馈电方式不加 W限制。
[0043] 在本发明的另一种可选实施例中,所述第一馈电结构和所述第二馈电结构可W在 垂直方向上对称放置。其中,上述对称放置具体可W包括:所述第一馈电结构相对于水平 中屯、对应垂直线对称放置,W及,所述第二馈电结构相对于上述水平中屯、对应垂直线对称 放置,上述水平中屯、可用于表示第一水平振子100和第二水平振子200的中屯、。可选地,相 邻的一组第一馈电结构和一组第二馈电结构可W与相邻的另一组第一馈电结构和另一组 第二馈电结构对称放置,例如,feedl和feed3与feed2和feed4对称放置等。上述第一馈 电结构和上述第二馈电结构在垂直方向上对称放置,能够降低不平衡电流对第一水平振子 100和第二水平振子200的方向图的影响。
[0044] 需要说明的是,本领域技术人员可W通过合理调整第一水平振子100、第二水平振 子200和垂直振子300的位置,W保证其=个方向图共相位中屯、,本发明实施例对于第一水 平振子100、第二水平振子200和垂直振子300的位置及对应的调整方式不加 W限制。 阳045] 实施例二
[0046] 实施例二为实施例一的可选实施例,在实施例一的基础上,其垂直振子300具体 可W包括:垂直振子上部301和垂直振子下部302,其中,所述垂直振子上部301和所述垂 直振子下部302相对于所述第一水平振子100和所述第二水平振子200对应水平面不对 称,所述垂直振子上部301和所述垂直振子下部302可W通过第=馈电结构馈电,所述第= 馈电结构可W位于所述第一馈电结构和所述第二馈电结构的中屯、。
[0047] 在具体实现中,上述第S馈电结构的数目可W为1,且可W为半刚性同轴电缆。所 述垂直振子上部301和所述垂直振子下部302均可W为空屯、圆柱结构,则所述垂直振子上 部301和所述垂直振子下部302相对于所述第一水平振子100和所述第二水平振子200对 应水平面不对称具体可W包括:所述垂直振子上部301和所述垂直振子下部302对应空屯、 圆柱结构的外径不同和/或长度不同等。可W理解,上述只是作为示例,本发明实施例对于 所述垂直振子上部301和所述垂直振子下部302相对于所述第一水平振子100和所述第二 水平振子200对应水平面不对称不加 W限制。
[0048] 在上述垂直振子300为对称结构的情况下,由于其馈电同轴电缆的引入,容易导 致不平衡电流的产生,从而扭曲垂直振子300的方向图;针对上述问题,本可选实施例的 非对称设计结合其他结构,在电流分布上能够使垂直振子300等效于理想对称结构的偶极 子,从而能够较好地约束垂直振子300的方向图的不平衡电流。 W49] 实施例S
[0050] 实施例=为实施例二的可选实施例,在实施例二的基础上,其=极化天线还可W 包括支撑结构400,参照图2,示出了本发明的一种支撑结构400的结构示意图,其具体可W 包括:便于支撑所述垂直振子上部301和所述第一馈电结构、所述第二馈电结构的空屯、圆 柱支撑结构401、W及便于支撑所述第一水平振子100、所述第二水平振子200和所述垂直 振子下部302的PCB(印制电路板结构,P;rintedCi;rcu;UBoard)402。其中,空屯、圆柱支撑结 构401的材质可W包括:塑料等非金属材质,W避免其导电属性影响到S极化天线的馈电。 另外,空屯、圆柱支撑结构401的下部和印制电路板结构402可W通过胶接等方式连接,本发 明实施例对于空屯、圆柱支撑结构401与印制电路板结构402的具体连接方式不加 W限制。
[0051] 在实际应用中,空屯、圆柱支撑结构的下部和PCB(印制电路板结构, PrintedCircuitBoard)可W通过胶接等方式连接;W及,第一水平振子和第二水平振子通 过胶连等方式固定于印制电路板结构之上;由此可W实现第一水平振子和第二水平振子的 支撑;
[0052] 第一馈线结构和第二馈线结构可W通过空屯、圆柱支撑结构在第一水平振子和第 二水平振子的圆周方向上实现电连接,由此可W实现第一馈线结构和第二馈线结构的支 撑;
[0053] 垂直振子上部可W通过附属结构与空屯、圆柱支撑结构连接,W实现垂直振子上部 的支撑;例如,空屯、圆柱支撑结构可W通过位于中屯、的第S馈线结构和小径空屯、圆柱与垂 直振子上部连接,运里,小径空屯、圆柱为附属结构的一种示例;由此,可W实现垂直振子上 部的支撑;
[0054] 垂直振子下部可W通过焊接等方式与印制电路板结构相连,由此,可W实现垂直 振子下部的支撑。
[0055] 综上,由于印制电路板结构印制有线路,故可W作为第一馈电结构、所述第二馈电 结构和第=馈电结构与对应振子的连接媒介,因此,本发明实施例的支撑结构可W在提供 =个极化方向振子的馈电的同时,通过空屯、圆柱支撑结构垂直振子上部、第一馈电结构和 第二馈电结构支撑,W及,通过印制电路板结构实现第一水平振子、第二水平振子和垂直振 子下部的支撑,从而具有结构和布线简单的优点。
[0056] 在本发明的一种可选实施例中,所述空屯、圆柱支撑结构401的侧面上可W设有第 一孔,所述空屯、圆柱支撑结构的底面上可W设有第二孔,W通过所述第一孔和所述第二孔 连接所述第一水平振子100和所述第一馈电结构、及所述第二水平振子200和所述第二馈 电结构,W及通过所述第二孔支撑所述垂直振子上部。
[0057] 在具体实现中,上述第一孔的数目可W为4,上述第一水平振子100和所述第二水 平振子200均可W置入对应的第一孔。参照图3,示出了本发明的一种第一水平振子100、 第二水平振子200、空屯、圆柱支撑结构401和印制电路板结构402的结构示意图,其中,第一 水平振子100和第二水平振子200均可W置入对应的第一孔,并通过胶连等方式固定于印 制电路板结构402之上。
[0058] 上述第二孔的数目可W为5,该5个第二孔可W与第一馈电结构、第二馈电结构和 第=馈电结构的分布相应,运样,两组第一馈电结构和两组第二馈电结构均可W穿过对应 的第二孔并接入对应的第一孔中的第一水平振子100和第二水平振子200。参照图4,示出 了本发明的一种空屯、圆柱支撑结构401和垂直振子上部401的结构示意图,其中,垂直振子 上部301可W为中空封闭圆柱结构,第=馈电结构可W穿过对应的第二孔并接入和支撑垂 直振子上部301。可W理解,第=馈电结构与垂直振子上部301的连接方式具体可W包括: 焊接方式等,本发明实施例对于第=馈电结构与垂直振子上部301的具体连接方式不加 W 限制。
[0059] 在本发明的另一种可选实施例中,所述支撑结构400还可W包括:置于所述印制 电路板结构402下部的圆环状金属锥403。参照图5,示出了本发明的一种圆环状金属锥 403的结构示意图,其可W位于所述印制电路板结构402的背面(下部)。
[0060] 参照图6,示出了本发明的一种印制电路板结构402、圆环状金属锥403和垂直振 子下部302的结构示意图,其中,所述垂直振子下部302可W为空屯、圆柱结构,所述空屯、圆 柱结构的外径可W等于所述圆环状金属锥403的外径,所述空屯、圆柱结构可W固定于所述 圆环状金属锥403之上;其中,所述空屯、圆柱结构与圆环状金属锥403的连接方式具体可W 包括:焊接等,运样,通过所述圆环状金属锥403、印制电路板结构402和馈线圆筒600,垂直 振子下部302就可W实现与第=馈电结构的电连接。 阳OW] 实施例四
[0062] 实施例四为实施例二的可选实施例,在实施例二的基础上,其=极化天线还可W 包括馈线圆筒600,参照图7,示出了本发明的一种馈线圆筒600的全局结构示意图,参照图 9,示出了本发明的一种电缆至于馈线圆筒600内部的结构示意图,=极化天线的所有馈线 结构均可W从垂直方向走线,并置于馈线圆筒600中,能够避免馈线结构的随机位置所带 来不平衡电流导致垂直振子300的远场方向图不可控,因此能够较好地约束不平衡电流。
[0063] 参照图8,示出了本发明的一种馈线圆筒600的局部结构示意图,其中,所述馈线 圆筒600具体可W包括:固定于所述圆环状金属锥的蜂巢状腔体601,所述蜂巢状腔体601 上设置有五个圆柱空腔体602,所述第一馈电结构、所述第二馈电结构和所述第=馈电结构 可W通过所述五个圆柱空腔体602与对应的振子相连。其中,蜂巢状腔体601可W为金属 材质的实屯、结构,=种馈电结构的电缆可W与蜂巢状腔体601的上部和下部焊接。蜂巢状 腔体601和圆柱空腔体602可W焊接在一起;且圆柱空腔体602的长度可W大于等于预设 波长的两倍,运里的预设波长可由本领域技术人员根据实际需求设定。
[0064] 参照图10,示出了本发明的一种蜂巢状腔体601和圆环状金属锥403的结构示意 图,其中,蜂巢状腔体601的直径可W大于所述圆环状金属锥403的内径,W将蜂巢状腔体 601焊接固定在圆环状金属锥403的底部。
[0065] 在本发明的一种可选实施例中,所述=极化天线还可W包括:位于所述馈线圆筒 600外部的己伦500。本可选实施例在馈线圆筒的基础上增加己伦500,能够将流入电缆屏 蔽层外部的电流扼制掉,因此能够进一步约束不平衡电流。
[0066] 参照图11、图12分别示出了本发明的一种己伦500的全局、局部结构示意图,其 中,己伦500可W为空屯、圆柱筒结构,其长度可W为预设波长的1/4 ;图12中,可W在己伦 500的上部设置金属圆环501,该金属圆环501可用于连接己伦500和馈线圆筒600,其中, 该金属圆环501的内侧焊接在馈线圆筒600的表面,该金属圆环501的外侧和己伦500焊 接在一起。 W67] 实施例五
[0068] 参照图13、图14和图15,分别示出了本发明的一种S极化天线的整体视图、侧视 图和俯视图,该=极化天线具体可W包括:第一水平振子100、第二水平振子200、垂直振子 300、支撑结构400、己伦500和馈线圆筒600 ;其中,所述第一水平振子100、所述第二水平 振子200和所述垂直振子300两两互相垂直,所述第一水平振子100、所述第二水平振子 200和所述垂直振子300的方向图共相位中屯、;所述支撑结构400可用于支撑第一水平振 子100、第二水平振子200、垂直振子300及对应馈线结构,所述馈线圆筒600内部可W放置 第一水平振子100、第二水平振子200、垂直振子300的馈线结构,己伦可用于消除流入馈线 结构的电缆屏蔽层外部的电流。
[0069] 参照表1,示出了本发明的一种S极化天线的相位中屯、参数在工作频率800MHz、 波长375mm下的仿真结果,其中,相位中屯、参数具体可W包括:相位中屯、坐标和可能的误 差,可W看出第一水平振子、第二水平振子和垂直振子的方向图的相位中屯、近似相同。并 且,仿真结果表明,第一水平振子、第二水平振子和垂直振子两两之间具有较好的隔离。
[0070] 表 1
[0071]

阳072] W上所捆巧的装置买施例仪仪是不息巧的,具甲所巧作刃分罔部件说明的单元可 W是或者也可W不是物理上分开的,作为单元显示的部件可W是或者也可W不是物理单 元,即可W位于一个地方,或者也可W分布到多个网络单元上。可W根据实际的需要选择其 中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性 的劳动的情况下,即可W理解并实施。
[0073] 通过W上的实施方式的描述,本领域的技术人员可W清楚地了解到各实施方式可 借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可W通过硬件。基于运样的理解,上 述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可WW软件产品的形式体现出来,该 计算机软件产品可W存储在计算机可读存储介质中,如R0M/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指 令用W使得一台计算机设备(可W是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施 例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0074] 最后应说明的是:W上实施例仅用W说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽 管参照前述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W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替 换;而运些修改或者替换,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精 神和范围。
【主权项】
1. 一种三极化天线,其特征在于,包括:第一水平振子、第二水平振子和垂直振子; 其中,所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子两两互相垂直,所述第一 水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振子的方向图共相位中心。2. 根据权利要求1所述的三极化天线,其特征在于,所述第一水平振子和所述第二水 平振子具有相同结构,所述第一水平振子和所述第二水平振子分别通过第一馈电结构和第 二馈电结构馈电,所述第一馈电结构和所述第二馈电结构在垂直方向上对称放置。3. 根据权利要求2所述的三极化天线,其特征在于,所述垂直振子包括:垂直振子上部 和垂直振子下部,其中,所述垂直振子上部和所述垂直振子下部相对于所述第一水平振子 和所述第二水平振子对应水平面不对称,所述垂直振子上部和所述垂直振子下部通过第三 馈电结构馈电,所述第三馈电结构位于所述第一馈电结构和所述第二馈电结构的中心。4. 根据权利要求3所述的三极化天线,其特征在于,所述三极化天线还包括支撑结构, 所述支撑结构包括:便于支撑所述垂直振子上部、所述第一馈电结构和所述第二馈电结构 的空心圆柱支撑结构、以及便于支撑所述第一水平振子、所述第二水平振子和所述垂直振 子下部的印制电路板结构。5. 根据权利要求4所述的三极化天线,其特征在于,所述空心圆柱支撑结构的侧面上 设有第一孔,所述空心圆柱支撑结构的底面上设有第二孔,以通过所述第一孔和所述第二 孔连接所述第一水平振子和所述第一馈电结构、及所述第二水平振子和所述第二馈电结 构,以及通过所述第二孔支撑所述垂直振子上部。6. 根据权利要求4或5所述的三极化天线,其特征在于,所述支撑结构还包括:置于所 述印制电路板结构下部的圆环状金属箱。7. 根据权利要求6所述的三极化天线,其特征在于,所述垂直振子下部为空心圆柱结 构,所述空心圆柱结构的外径等于所述圆环状金属箱的外径,所述空心圆柱结构固定于所 述圆环状金属箱。8. 根据权利要求3至7中任一所述的三极化天线,其特征在于,所述三极化天线还包 括:馈线圆筒,所述馈线圆筒包括:固定于所述圆环状金属箱的蜂巢状腔体,所述蜂巢状腔 体上设置有圆柱空腔体,所述第一馈电结构、所述第二馈电结构和所述第三馈电结构通过 所述圆柱空腔体与对应的第一水平振子、第二水平振子和垂直振子相连。9. 根据权利要求8所述的三极化天线,其特征在于,所述蜂巢状腔体的直径大于所述 圆环状金属箱的内径。10. 根据权利要求8所述的三极化天线,其特征在于,所述三极化天线还包括:位于所 述馈线圆筒外部的巴伦。
【文档编号】H01Q1/36GK105977617SQ201510756451
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年11月6日
【发明人】王君翊
【申请人】乐视移动智能信息技术(北京)有限公司
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