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基于PE-PO混合方法的海洋大气波导环境下电大目标电磁散射研究
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作者 余洪鑫 冯菊 +1 位作者 欧阳琪翔 廖成 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期29-36,共8页
针对海洋大气波导环境下电大尺寸目标电磁散射特性预测难题,提出了一种结合三维抛物方程(parabolic equation,PE)法和物理光学(physical optics,PO)法的混合计算方法。在该方法中,PE法被用于求解电磁波在背景环境中的传播,PO法被用于计... 针对海洋大气波导环境下电大尺寸目标电磁散射特性预测难题,提出了一种结合三维抛物方程(parabolic equation,PE)法和物理光学(physical optics,PO)法的混合计算方法。在该方法中,PE法被用于求解电磁波在背景环境中的传播,PO法被用于计算目标对雷达波的散射,同时平面波谱分解技术被引入以实现两种算法的有效衔接。为验证该方法的正确性和有效性,对平坦地面上金属球目标的散射进行了模拟,并将结果与多层快速多极子算法(multilevel fast multipole algorithm,MLFMA)和PO法的计算结果进行了对比。然后将该方法应用于不同高度蒸发波导环境下舰船目标的电磁散射预测。结果表明,所提出的PE-PO方法能够有效考虑大气波导对照射激励和目标散射过程的影响,为剖析和理解大气波导环境下电大尺寸目标的电磁散射特性提供了一种新的技术途径。 展开更多
关键词 电磁散射 大气波导 抛物方程(PE)法 物理光学(PO)法 混合方法
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不同极化方向电磁脉冲作用于计算机机箱的效应分析 被引量:13
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作者 廖成 杨丹 方剑 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期28-31,共4页
利用时域有限差分法(FDTD)分析了电磁脉冲对计算机机箱的耦合规律。讨论了不同极化方向的线极化电磁脉冲在正向时对计算机机箱的耦合规律和上方斜入射时对计算机机箱的耦合规律。研究表明:耦入计算机机箱的功率密度主要来自于机箱正面... 利用时域有限差分法(FDTD)分析了电磁脉冲对计算机机箱的耦合规律。讨论了不同极化方向的线极化电磁脉冲在正向时对计算机机箱的耦合规律和上方斜入射时对计算机机箱的耦合规律。研究表明:耦入计算机机箱的功率密度主要来自于机箱正面的窄缝;上方斜入射较正面入射时,耦入波向机箱下部传播,使得机箱中部功率增大;对于耦合进机箱的功率密度,垂直极化比平行极化入射时大得多。 展开更多
关键词 时域有限差分法 电磁脉冲 耦合 计算机机箱
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时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用 被引量:9
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作者 李瀚宇 周海京 廖成 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期199-202,共4页
将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时... 将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。 展开更多
关键词 复杂电磁环境 时域有限差分法 并行计算
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腔体内传输线耦合的电磁仿真软件与传输线方程的混合算法 被引量:1
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作者 叶志红 廖成 +2 位作者 张敏 周海京 李瀚宇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期68-71,共4页
研究了一种有限积分法软件与传输线方程相结合的混合算法,用于解决复杂电磁环境下屏蔽腔体内传输线的电磁耦合问题。利用有限积分法软件实现屏蔽腔体的建模,仿真得到腔体内部空间电磁场分布,并设置电场探针提取出传输线的激励场。利用... 研究了一种有限积分法软件与传输线方程相结合的混合算法,用于解决复杂电磁环境下屏蔽腔体内传输线的电磁耦合问题。利用有限积分法软件实现屏蔽腔体的建模,仿真得到腔体内部空间电磁场分布,并设置电场探针提取出传输线的激励场。利用传输线方程建立腔体内传输线的耦合模型,将得到的传输线激励场引入到传输线方程作为等效分布电压和电流源。利用时域有限差分(FDTD)格式对传输线方程进行离散,从而迭代求解出传输线终端负载上的电压和电流响应。通过与文献以及传统数值算法的计算结果进行对比,验证混合算法的正确性。研究表明,该混合算法在模拟电大尺寸腔体内传输线的电磁耦合方面,具有较高的精度和计算效率。 展开更多
关键词 有限积分法软件 时域有限差分法 传输线方程 激励场 电压和电流响应
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用于大纵横比物体二维电磁散射问题的推广T矩阵方法 被引量:2
5
作者 朱峰 盛克敏 任朗 《电波科学学报》 EI CSCD 1997年第2期169-175,共7页
由于原始的T矩阵不适用于求解具有大纵横比物体的电磁散射问题,针对二维问题,本文通过对其格林函数的椭圆柱波函数展开,提出一种求解二维电磁散射问题椭圆柱波函数的T矩阵程式(以下称作为推广T矩阵);同时,本文还就推广T矩阵的具... 由于原始的T矩阵不适用于求解具有大纵横比物体的电磁散射问题,针对二维问题,本文通过对其格林函数的椭圆柱波函数展开,提出一种求解二维电磁散射问题椭圆柱波函数的T矩阵程式(以下称作为推广T矩阵);同时,本文还就推广T矩阵的具体运算给出了应用实例,结果表明:推广T矩阵能够很好地用于谐振频域的大纵横比物体的电磁散射问题。 展开更多
关键词 推广T矩阵 扩展边界条件 纵横比 电磁散射
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高功率电磁波脉冲在电离层中的传播 被引量:3
6
作者 杨丹 廖成 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1221-1224,共4页
用时域伪谱(PSTD)算法数值模拟了高功率电磁波脉冲在整个电离层中的传播。利用缩减的电离层模型并忽略非线性过程,脉冲在电离层中的传播可用脉冲在冷等离子体中的传播方程来描述。时域有限差分(FDTD)法解决这个问题将耗费大量的时间和内... 用时域伪谱(PSTD)算法数值模拟了高功率电磁波脉冲在整个电离层中的传播。利用缩减的电离层模型并忽略非线性过程,脉冲在电离层中的传播可用脉冲在冷等离子体中的传播方程来描述。时域有限差分(FDTD)法解决这个问题将耗费大量的时间和内存,因此,使用PSTD方法来解决冷等离子体中的方程,并采用完全匹配层边界条件截断求解空间。所得脉冲在整个电离层传播的数据显示,在265 km附近有一个分界点,其以下是反射波,以上既有反射波又有前向波。这与用高阶(FD)2TD方法数值模拟结果一致,表明时域伪谱算法模拟电磁波在电离层中长距离传播的有效性。 展开更多
关键词 电磁波 时域伪谱算法 电离层 高功率电磁波脉冲 冷等离子体
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部分填充手征等离子体波导的电磁波 被引量:1
7
作者 龚建民 杨世信 +1 位作者 陈思明 任立勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期75-79,共5页
把麦克斯韦方程和电磁场分解成横向和纵向分量,导出了简明的一般性的手征等离子体填充的任意截面波导的波动方程和横向纵向场的关系式。对于部分填充手征等离子体波导,导出了它的色散方程。这一方程的数值解给出了HE11,EH01... 把麦克斯韦方程和电磁场分解成横向和纵向分量,导出了简明的一般性的手征等离子体填充的任意截面波导的波动方程和横向纵向场的关系式。对于部分填充手征等离子体波导,导出了它的色散方程。这一方程的数值解给出了HE11,EH01和HE21模式的色散图。随着手征等离子体填充面积的增大,EH01模式的色散曲线向更高的频率移动。随着手征导纳的增加。 展开更多
关键词 手征 等离子体 柱形波导 波动方程 电磁波传播
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时域有限差分技术结合Thompson变换计算复杂形体的电磁散射问题 被引量:2
8
作者 廖成 任朗 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第9期96-99,共4页
本文首次将微分-Thompson变换应用到电磁散射领域,为解决复杂物体的电磁散射问题提供了一种全新的方法.该方法先利用微分-Thompson变换将形体变换为计算域内的规则形体,再用时域有限差分法在计算域内求出场分布,由变换的一一对应关... 本文首次将微分-Thompson变换应用到电磁散射领域,为解决复杂物体的电磁散射问题提供了一种全新的方法.该方法先利用微分-Thompson变换将形体变换为计算域内的规则形体,再用时域有限差分法在计算域内求出场分布,由变换的一一对应关系直接得出物理域内的场值具体计算实例成功验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 电磁散射 时域有限差分法 复杂形体
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传输线电磁脉冲耦合问题研究综述 被引量:11
9
作者 廖成 张胤 +1 位作者 尚玉平 奂锐 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期103-110,共8页
传输线是各种电子电气设备中的常见结构,是信号传递、能量传输的重要通道,同时也是电子电气系统中极易受到外界电磁脉冲干扰的对象之一。电磁脉冲与传输线之间的耦合问题一直是国内外研究者关注的一个热点。文章介绍了低频情况下研究场... 传输线是各种电子电气设备中的常见结构,是信号传递、能量传输的重要通道,同时也是电子电气系统中极易受到外界电磁脉冲干扰的对象之一。电磁脉冲与传输线之间的耦合问题一直是国内外研究者关注的一个热点。文章介绍了低频情况下研究场线耦合问题的经典传输线模型,并对基于传输线模型的BLT方程、SPICE等效电路模型发展历程、研究现状进行了较为详细的分析和总结,同时梳理了传输线方程FDTD解法的发展脉络。之后,简要介绍了高频情况下常用的场线耦合模型。最后,就当前场线耦合问题中被广泛关注的部分热点问题进行了分析和讨论,并指出了一些亟待完善的地方。 展开更多
关键词 传输线 电磁脉冲 传输线模型 场线耦合
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电磁波在分形界面的散射特性 被引量:1
10
作者 王敏锡 李敬 任朗 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期37-39,共3页
在过去的几十年里,电磁波在粗糙表面(海平面、粗糙地形、海岸线等)的散射问题在理论上和应用上都得到了长足的发展.在过去的研究中,常常用确定的周期函数和随机函数来作为粗糙表面的数学模型.分形几何的产生和应用为此提供了新的... 在过去的几十年里,电磁波在粗糙表面(海平面、粗糙地形、海岸线等)的散射问题在理论上和应用上都得到了长足的发展.在过去的研究中,常常用确定的周期函数和随机函数来作为粗糙表面的数学模型.分形几何的产生和应用为此提供了新的工具.因为分形函数同时具有在大尺度上的有序和小尺度上的无序,所以可以方便地描述确定函数和函机函数或者是这二者适当的组合函数.在这篇论文中,我们采用分形函数来描述粗糙平面,以此为基础来分析和研究电磁波与粗糙面的相互作用. 展开更多
关键词 电磁散射 分形结构 分形界面 散射
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3kW微波源传导电磁干扰测试及分析 被引量:1
11
作者 冯强 廖成 +1 位作者 熊祥正 叶志红 《电讯技术》 北大核心 2014年第6期835-839,共5页
微波源工作时内部的电磁干扰可以通过电源输入线耦合出来,干扰其他电力电子设备。研究三相输入电源线的传导干扰文献很多,但分离的共模(CM)和差模(DM)电流局限于相线之间,缺少对中线上干扰的分析。使用电流探头测试3 kW磁控管微波源输... 微波源工作时内部的电磁干扰可以通过电源输入线耦合出来,干扰其他电力电子设备。研究三相输入电源线的传导干扰文献很多,但分离的共模(CM)和差模(DM)电流局限于相线之间,缺少对中线上干扰的分析。使用电流探头测试3 kW磁控管微波源输入线的传导干扰,利用矢量网络分析仪校准电流探头,从而获得150 kHz^30 MHz频带内相线和中线的传导干扰电流,并分离出CM电流与DM电流。通过对比DM电流和中线上干扰的频谱,分析了中线上传导干扰成分。测试数据表明,在150 kHz^8 MHz频带内差模干扰电流比共模干扰电流大10 dB以上;中线上的干扰与DM干扰幅值一致,表明中线上的干扰主要是差模成分。该干扰分布规律有助于提出有效的干扰抑制手段。 展开更多
关键词 微波源 电磁干扰 共模 差模 中线
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加载天线的电磁脉冲耦合特性研究 被引量:1
12
作者 叶志红 廖成 张敏 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S2期108-111,共4页
工程上,通过天线加载改变天线上的电流分布和输入带宽,同时缩短天线尺寸,实现天线小型化设计。本文将细导线FDTD与集总元件FDTD结合起来,模拟了强电磁脉冲对集总加载天线的耦合,并提出了网格内置集总元件的FDTD处理新方法。将该算法计... 工程上,通过天线加载改变天线上的电流分布和输入带宽,同时缩短天线尺寸,实现天线小型化设计。本文将细导线FDTD与集总元件FDTD结合起来,模拟了强电磁脉冲对集总加载天线的耦合,并提出了网格内置集总元件的FDTD处理新方法。将该算法计算结果与商业电磁软件仿真结果进行对比,验证了算法的正确性。研究表明,天线加载集总元件不会改变天线上电流响应的主要频率成分,但会影响其幅值大小。 展开更多
关键词 电磁脉冲 加载天线 细导线FDTD 集总元件FDTD
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Thompson变换-FDTD方法模拟不规则形体的电磁散射问题 被引量:2
13
作者 廖成 任朗 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期318-322,共5页
三角形由于尖锐的角点,半环形由于既有凹面又有角点,它们都给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难。这是因为要获得较高的精度,必须细分网格,从而增加内存需求和计算时间。同时三角形柱和半环柱对Thompson-FDTD方... 三角形由于尖锐的角点,半环形由于既有凹面又有角点,它们都给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难。这是因为要获得较高的精度,必须细分网格,从而增加内存需求和计算时间。同时三角形柱和半环柱对Thompson-FDTD方法来说也是“坏”的形状,它使得Thompson变换的精度有所下降。本文通过模拟这两种典型的不利形体的散射问题。 展开更多
关键词 电磁散射 时域有限差分 Thompson变换
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1kW微波源机箱电磁耦合的并行FDTD模拟 被引量:1
14
作者 叶志红 廖成 冯强 《电讯技术》 北大核心 2013年第12期1633-1637,共5页
微波源机箱的不同面板上开有不同数量和大小的矩形孔缝和散热通风孔,电磁脉冲可以通过机箱上的孔缝耦合进入微波源内部,对内部电路和设备造成干扰。通过自动网格剖分技术实现了1 kW微波源的快速建模,采用并行时域有限差分(FDTD)算法模... 微波源机箱的不同面板上开有不同数量和大小的矩形孔缝和散热通风孔,电磁脉冲可以通过机箱上的孔缝耦合进入微波源内部,对内部电路和设备造成干扰。通过自动网格剖分技术实现了1 kW微波源的快速建模,采用并行时域有限差分(FDTD)算法模拟了不同极化方向下高斯脉冲正入射1 kW微波源机箱的耦合问题,分析了微波源机箱的电磁脉冲耦合规律。研究结果表明,数值计算结果与电磁软件仿真结果吻合得比较好,电磁脉冲的极化方向对耦合进入微波源箱体内的电场强度影响不大,微波源机箱中心点的谐振特性明显。 展开更多
关键词 微波源机箱 电磁脉冲耦合 自动网格剖分 并行时域有限差分 高斯脉冲
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二维有耗介质体电磁反演的时域玻恩迭代方法 被引量:1
15
作者 余文华 彭仲秋 任朗 《微波学报》 CSCD 北大核心 1995年第2期97-103,共7页
本文利用时域非线性优化方法求解二维有耗介质体的逆散射问题获得了很好的结果.并对正散射的求解精度做了改进.
关键词 电磁逆散射 玻恩迭代 时域优化 介质体逆散射
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外场作用双导线的电磁耦合时域分析方法 被引量:1
16
作者 叶志红 王洋 廖成 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期249-255,共7页
基于时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法和传输线方程,并结合插值技术,研究了一种高效的时域混合算法,能够快速模拟电磁波照射自由空间和屏蔽腔内双导体传输线的电磁耦合,并实现空间电磁场与双导线瞬态响应的同步计算... 基于时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法和传输线方程,并结合插值技术,研究了一种高效的时域混合算法,能够快速模拟电磁波照射自由空间和屏蔽腔内双导体传输线的电磁耦合,并实现空间电磁场与双导线瞬态响应的同步计算.该算法先采用FDTD方法模拟双导线周围空间的电磁场分布,结合插值技术构建适用于双导线电磁耦合的传输线方程,再采用FDTD的中心差分格式进行离散,从而求解得到传输线和端接负载上的瞬态响应.同时,分析双导线间距对其电磁耦合的影响,掌握其耦合规律.通过相应数值算例的模拟,并与FDTD方法进行对比,验证了该时域混合算法的正确性和高效性. 展开更多
关键词 双导体传输线 时域有限差分法 传输线方程 插值技术
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单层圆柱磁性天线罩的电磁特性分析 被引量:1
17
作者 官正涛 杨儒贵 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期840-843,共4页
利用复射线近轴近似法分析二维圆柱形磁性天线罩的电磁传输特性。分析了天线罩对罩内的雷达天线性能的影响。讨论了天线罩引起的传输系数和角跟踪性能的变化。数值结果表明,相对介电常数和相对磁导率相等的磁性天线罩具有最佳的电磁传... 利用复射线近轴近似法分析二维圆柱形磁性天线罩的电磁传输特性。分析了天线罩对罩内的雷达天线性能的影响。讨论了天线罩引起的传输系数和角跟踪性能的变化。数值结果表明,相对介电常数和相对磁导率相等的磁性天线罩具有最佳的电磁传输特性。 展开更多
关键词 天线罩 复射线 传输特性
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时域有限面积法解手征介质涂层导体柱的电磁散射 被引量:1
18
作者 方剑 任朗 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期368-372,共5页
本文将时域有限面积法推广应用于研究任意截面复合手征介质涂层导体柱的电磁散射问题 ,建立了数值求解复合手征介质问题的时域基本方程 .本文使用正交贴体计算网格 ,并选用适合正交曲线坐标系的二阶精度吸收边界条件 ,提高了计算精度 .... 本文将时域有限面积法推广应用于研究任意截面复合手征介质涂层导体柱的电磁散射问题 ,建立了数值求解复合手征介质问题的时域基本方程 .本文使用正交贴体计算网格 ,并选用适合正交曲线坐标系的二阶精度吸收边界条件 ,提高了计算精度 .对典型的复合手征介质涂层导体柱的RCS计算表明 。 展开更多
关键词 涂层 导体柱 时域有限面积法 复合手征介质 电磁散射
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任意截面导体柱的电磁散射数值解
19
作者 廖成 龙毅 任朗 《微波学报》 CSCD 北大核心 1998年第1期17-22,8,共7页
卡门翼形和任意多边形是两种典型的不规则形体,由于其不规则曲边和尖锐的角点,它们的电磁散射问题给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难.这是因为要获得较高的精度,必须细分网格,从而增加内存需求和计算时间。本文利用形体变换结... 卡门翼形和任意多边形是两种典型的不规则形体,由于其不规则曲边和尖锐的角点,它们的电磁散射问题给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难.这是因为要获得较高的精度,必须细分网格,从而增加内存需求和计算时间。本文利用形体变换结合时域有限差分法的Thompson-FDTD方法对这两种典型的不利形体的散射问题进行了数值模拟,其结果进一步验证了Thompson-FDTD方法对散射体几何形状变化具有较强的适应能力和较高的数值精度。 展开更多
关键词 电磁散射 数值解 任意形态 导体柱
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传输线充电技术实现高功率亚纳秒电磁脉冲调制
20
作者 许建军 廖成 肖开奇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期165-168,共4页
分析比较了阻抗匹配和失配情况下传输线充电的原理和波过程。分析结果表明:失配情况下的最大优点是能够实现脉冲功率增益。应用阻抗为27Ω、长度为540 mm传输线为充电传输线和长度分别为30,45,60 mm、阻抗均为5Ω传输线为被充电传输线... 分析比较了阻抗匹配和失配情况下传输线充电的原理和波过程。分析结果表明:失配情况下的最大优点是能够实现脉冲功率增益。应用阻抗为27Ω、长度为540 mm传输线为充电传输线和长度分别为30,45,60 mm、阻抗均为5Ω传输线为被充电传输线进行了对比试验。实验结果表明:在距离辐射天线6 m处,输出辐射场强随低阻抗传输线长度增加而略有增加,最大辐射场强为49 kV/m,考虑气体开关的实际能量损耗,这与理论分析的充电电压和功率增益关系相吻合;长度为45 mm的5Ω被充电传输线的输出脉冲前沿约210 ps,幅度约为150 kV。 展开更多
关键词 充电传输线 亚纳秒 高功率脉冲 阻抗匹配 辐射场强 波过程
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