propagacionondas

8/17/2019 PropagacionOndas

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA RIVIERA MAYA

MATERIA:

Aplicación de las Telecomnicaciones

CARRERA:

Tecnolo!"as de la In#o$mación % Comnicación

GRU&O:

IT'(

E)UI&O:

*OSE ANTONIO TRONCOSO SARCE+O

&RO,ESOR:

Lic- Ale.and$o T$e.o Roc/a

UNIDAD:

&$opa!ación % 0$a0amien0o de se1ales

TEMAS:

&$opa!ación de ondas-

&ola$i2ación de ondas elec0$oma!n30icas-

PLAYA DEL CARMEN QROO,04 DE MAYO DEL 2016

1


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Contenido

Tipos de propagació de se!a"es e"#c$ricas % e"ec$ro&ag#$icas''''''''''''''''''''''''''''(

Propagació de oda'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(

)re$e de Oda''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(

Perdida de "a se!a" e e" espacio "i*re''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''+

Propagació $erres$re de "as odas e"ec$ro&ag#$icas''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

Propagació de odas $erres$res'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''-

Propagació de odas espacia"es'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''.

Propagació por odas ce"es$es''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''11

Propiedad de "as odas de radio'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''12

Re/racció''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''12

Re/"eió''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''14

Di/racció'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''16

$er/erecia'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''1-

Carga e"#c$rica'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''1.

i*"iogra/3as'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''20

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Tipos de p$opa!ación de se1ales el3c0$icas % elec0$oma!n30icas

&$opa!ación de onda

La propagació de odas se re/iere a "a propagació de se!a"es

e"ec$ro&ag#$icas e e" espacio "i*re' A5e e" espacio "i*re rea"&e$e i&p"ica

e e" ac3o, co /rececia "a propagació por "a a$&os/era $erres$re se ""a&a

propagació por e" espacio "i*re % se pede cosiderar sie&pre as3' La pricipa"

di/erecia es 5e "a a$&ós/era de "a $ierra i$rodce perdidas e "a se!a" 5e o se

ece$ra e e" ac3o'

Las odas e"ec$ro&ag#$icas se propaga a $ra#s de ca"5ier &a$eria"

die"#c$rico ic"%edo e" aire, pero o se propaga *ie a $ra#s de codc$ores

co p#rdidas co&o e" aga de &ar %a 5e "os ca&pos e"#c$ricos 7ace 5e /"%a

corrie$es e e" &a$eria" disipado co rapide8 "a eerg3a de "as odas'

,$en0e de Onda

9e de/ie e" /re$e de oda co&o e" co:$o de p$os de" &edio a"ca8ados por

e" &oi&ie$o od"a$orio e e" &is&o is$a$e; o dic7o co &a%or precisió, e"

"gar geo$rico de $odos "os p$os de" &edio co iga" /ase de i*ració'

La /or&a geo$rica de" /re$e de oda depede de

"a /or&a de "a /e$e de odas % de" &edio e e"

ca" se propaga' 9i e" /oco es p$a" % e" &edio es

isó$ropo es "a

/e$e; si e" &edio es *idi&esioa", res"$a circ/erecias coc#$ricas'

9i ea&ia&os "a oda e p$os &% a"e:ados de "a /e$e prodc$ora, "as

es/eras /re$es de oda $edr? radios &% grades % podr? cosiderarse

p"aos'

(

Presentación de una onda


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Para represe$ar "as odas, se di*:a "os /re$es separados a "ogi$d de

oda'

A$ediedo a "a /or&a de" /re$e de oda, "as odas se deo&ia es/#ricas,

circ"ares, p"aas, e$c' Las odas p"aas pede cosiderarse &oo di&esioa",%a 5e "a propagació es seg> a direcció par$ic"ar'

Las "3eas perpedic"ares a "os scesios /re$es de oda se deo&ia ra%os %

correspode a "3eas de propagació de "a oda'

Es eide$e 5e e" $ie&po re5erido para 5e "a oda aace e$re dos /re$es de

oda es e" &is&o ca"5iera 5e sea e" ra%o seg> e" ca" se &ida'

Co&o "a e"ocidad de propagació de a oda depede de" &edio, cado "a

oda a"ca8a &edio dis$i$o e" ra%o recorre ca&io di/ere$e e e" &is&o

$ie&po' Por es$o, cado a oda ca&*ia de &edio s /rececia o se &odi/ica,

pero si "o 7ace s "ogi$d de oda'

4

Onda rayos


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&e$dida de la se1al en el espacio li4$e

La p#rdida de $ra%ec$oria e espacio "i*re sa"&e$e se de/ie co&o "a perdida a

"a 5e es so&e$ida a oda e"ec$ro&ag#$ica cado es$a se irradia e "3ea

rec$a por e" espacio "i*re, es$a o s/re de a"g> o$ro /eó&eo co&o "a re/"eió o

a*sorció' Es$a es a &a"a de/iició, es$? e rea"idad es "a ca$idad $#cica

ar$i/icia" 5e se o*$iee &edia$e "a &aip"ació de di/ere$es ecacioes e

e"aces de co&icacioes, $eiedo &% e ce$a "a gaacia de "a a$ea

$ras&isora'

E es$a p#rdida de $ra%ec$oria por e" espacio "i*re e rea"idad o se pierde eerg3a

a"ga, si&p"e&e$e 5e es$a eerg3a se dispersa a"e:?dose de "a /e$e

pricipa"' Por eso es$e /eó&eo es &e:or de/iir"o co&o perdida por dispersió'

Dic7o /eó&eo es$? de/iido por "a "e% de cadro ierso % s ecació es@

Pero para e$eder poco &e:or de/ia&os "a dispersió e $#r&ios de "as

co&icacioes co&o e/ec$o 5e ocrre cado "as odas de radio a$raiesa

a"ga &asa de e"ec$roes o pe5e!as go$as de aga e grades sper/icies' Y

e co&icacioes es &% i&por$a$e resa"$ar "a dispersió de "a se!a" geerada

por "a ""ia, es$a depede de "a co&paració de" $a&a!o de "a "ogi$d de oda

de "a se!a" % e" di?&e$ro de "a go$a de ""ia'

+


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La re/"eió "a pode&os e$eder cado "as odas de radio a$raiesa "as

diersas capas de "a a$&os/era, desde "a $ropos/era 7as$a "a ioos/era % "os

3dices de re/rac$iidad de cada a de es$as e$apas so &% di/ere$es' Es$osdis$i$os 3dices pede ""egar a prodcir re/"eió $o$a", siedo "as /rececias

B) % speriores "as &?s propesas a es$a desiació de $ra%ec$oria'

La re/racció "a pode&os apreciar %a 5e "as dis$i$as odas de radio es$?

epes$as a s/rir a desiació e s $ra%ec$oria cado a$raiesa de &edio

a o$ro co desidad dis$i$a, e co&icacioes es$e e/ec$o scede cado "as

odas e"ec$ro&ag#$icas a$raiesa "as dis$i$as capas de "a a$&os/era ariado

s $ra%ec$oria e cier$o ?g"o'

racias a $odos es$os /eó&eos se pede rea"i8ar "as co&icacioes

ia"?&*ricas, a co$iació, ere&os dis$i$as /or&as de co&icació a par$ir

de dic7os /eó&eos' La ecació carac$er3s$ica es "a sigie$e@

6


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&$opa!ación 0e$$es0$e de las ondas elec0$oma!n30icas

Toda a5e""a oda e"ec$ro&ag#$ica 5e se propage de$ro de "a a$&ós/era

$erres$re se "e deo&ia oda $erres$re % e" proceso de co&icació e$re dos o

&?s p$os de "a $ierra se cooce co&o radio co&icació $erres$re' Toda oda

e"ec$ro&ag#$ica $erres$re es a/ec$ada por "as codicioes a$&os/#ricas % co

e""o se pede decir 5e depede de "a c"ase de sis$e&a % de" a&*ie$e

propag?dose e di/ere$es /or&as ia:ado e "3ea rec$a o a"$erado s

$ra%ec$oria'

Modos de propagación de ondas electromagnéticas

Eis$e $res /or&as de propagació de "as odas e"ec$ro&ag#$icas e "a

a$&ós/era $erres$re@ oda $erres$re, oda espacia"


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&$opa!ación de ondas 0e$$es0$es

9e deo&ia oda $erres$re a $oda a5e""a oda e"ec$ro&ag#$ica 5e ia:e por "a

sper/icie de "a $ierra deo&iadas $a&*i# odas sper/icia"es' a

carac$er3s$ica de "as odas $erres$res es 5e de*e es$ar po"ari8adas

er$ica"&e$e, %a 5e si e" ca&po e"#c$rico de es$e $ipo de odas se po"ari8a

7ori8o$a"&e$e 5edar3a e para"e"o de "a sper/icie de "a $ierra geerado

cor$o circi$o de*ido a "a codc$iidad de" se"o'

E" ca&po e"#c$rico geerado por a oda $erres$re idce o"$a:es proocado "a

circ"ació de corrie$es se&e:a$es a "as de a "3ea de $ras&isió' Co&o $oda

oda s/re p#rdidas o a$eacioes a &edida 5e se propaga de*ido a "a

resis$ecia o/recida por e" a&*ie$e % por e" &edio de $ras&isió; a &a%or

/rececia de es$e $ipo de odas &a%or es "a ca$idad de p#rdidas e "a oda

e"ec$ro&ag#$ica' E" so de odas $erres$res es co&> e ap"icacioes de

co&icació &ar3$i&a % de radio aegació'

De$ro de "as e$a:as de" so de odas $erres$res e e" &o&e$o de propagarse

se pede cosiderar@

• Las odas $erres$res so poco a/ec$adas por "as codicioes aria*"es de "a

a$&ós/era• 9e pede rea"i8ar procesos de co&icació e$re dos "gares

ca"es5iera de" &do sie&pre % cado se $i"ice "a po$ecia s/icie$e

de $ras&isió

Las dese$a:as de "a propagació de odas $erres$res so "as sigie$es@

• Las p#rdidas e e" $erreo ar3a &c7o de acerdo co e" &a$eria"

sper/icia" % s co&posició• 9e "i&i$a a /rececias &% *a:as, *a:as e i$er&edias


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&$opa!ación de ondas espaciales

Las odas espacia"es so $odas a5e""as odas 5e ic"%e "as odas direc$as,

5e so a5e""as 5e ia:a e "3ea rec$a o a "3ea de is$a e$re "as a$eas

$ras&isoras % recep$oras, "as ca"es pede ser irradiadas por arios i"ó&e$ros'

La >ica res$ricció para es$e $ipo de propagació, es 5e es$? "i&i$ada por "a

cra$ra de "a $ierra'

O$ro $ipo de odas espacia"es so "as odas re/"e:adas e e" se"o "as ca"es se

/or&a cado so re/"e:adas por "a sper/icie $erres$re e e" &o&e$o de "a

propagació de "a oda e"ec$ro&ag#$ica e$re a$eas $ras&isoras % recep$oras'

Propagación de Ondas Espaciales

La cra$ra de "a $ierra $a" co&o se &ecioa es o*s$?c"o para "a

propagació de odas espacia"es, es$a cra$ra, prese$a 7ori8o$e de

propagació de$ro de" ca" se pede rea"i8ar procesos de co&icació a "3ea

de is$a deo&iado 7ori8o$e de radio'

De*ido a "a re/racció a$&os/#rica e" 7ori8o$e de radio es$? &?s a""? de" 7ori8o$e

óp$ico para "a a$&ós/era es$?dar co&>' c?"c"o co&> para de$er&iar "a

"ogi$d de" 7ori8o$e de radio es 5e es e5ia"e$e 4F( de" 7ori8o$e óp$ico'

De$ro de "os $odos co&es para a&e$ar e" $a&a!o de" 7ori8o$e de radio

.


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cosis$e e e"ear "as a$eas de $ras&isió o recepció "o &?s a"$o posi*"e

*ic?do"as e $orres, si$ios &o$a!osos o edi/icios a"$os'

Ondas Espaciales y horizonte de Radio

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&$opa!ación po$ ondas celes0es

Las odas e"ec$ro&ag#$icas ce"es$es so a5e""as 5e se propaga co

po"ari8ació 7ori8o$a"; e ap"icacioes co&es, es$e $ipo de odas se irradia e

a direcció 5e /or&a ?g"o re"a$ia&e$e grade co "a $ierra'

9o odas 5e se irradia direc$a&e$e 7ac3a e" cie"o e dode so re/"e:adas o

re/rac$adas 7ac3a "a sper/icie $erres$re por "a ioos/era, por es$a ra8ó se "e

deo&ia propagació ioos/#rica' La ioos/era, es "a regió de" espacio 5e es$?

e$re +0 % 400 i"ó&e$ros so*re "a sper/icie $erres$re; es$a capa de "a $ierra es "a

ecargada de a*sor*er grades ca$idades de eerg3a so"ar ioi8ado &o"#c"as

de aire /or&ado co e""o e"ec$roes "i*res'

Cado a oda e"ec$ro&ag#$ica a$raiesa "a ioos/era e" ca&po e"#c$rico de "aoda e:erce a /er8a so*re "os e"ec$roes "i*res co"oc?do"os e es$ado

i*ra$e proocado co e""o "a re/racció de "a oda e"ec$ro&ag#$ica de eo

7acia "a sper/icie $erres$re, "a desidad de "a ioos/era es$? codicioada por e"

&edio a&*ie$e % "a $e&pera$ra'

Eis$e $res capas 5e co&poe "a ioos/era "a capa@ d, e % /'

Capas Ionosféricas

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&$opiedad de las ondas de $adio

Cado a oda e"ec$ro&ag#$ica se propaga e "a a$&ós/era "os /re$es de

oda % "os ra%os pede ca&*iar s co&por$a&ie$o co re"ació a" espacio "i*re

o ac3o de*ido a e/ec$os óp$icos $a"es co&o@ re/racció, re/"eió, di/racció, e

i$er/erecia' A "as odas e"ec$ro&ag#$icas se "es pede re"acioar co

propiedades óp$icas, de*ido a 5e "as odas "&iosas so odas

e"ec$ro&ag#$icas de a"$a /rececia regidas por "as ecacioes de MaGe""'

Re#$acción

Refracción de una onda entre dos medios

La re/racció e"ec$ro&ag#$ica es e" ca&*io de direcció de ra%o a" pasar de

&edio a o$ro co dis$i$a e"ocidad de propagació, $eiedo e ce$a 5e "a

e"ocidad de propagació de a oda e"ec$ro&ag#$ica es iersa&e$e

proporcioa" a "a desidad de" &edio e 5e se propaga e" grado de re/racció

5e 7a% e "a i$er/ace e$re dos &a$eria"es co di/ere$es desidades se pede

ca"c"ar /?ci"&e$e depediedo de par?&e$ro coocido co&o e" 3dice de

re/racció de cada &a$eria"' E" 3dice de re/racció para &a$eria" se pedeca"c"ar co&o "a re"ació e$re "a e"ocidad de "a "8 e e" espacio ac3o % "a

e"ocidad de propagació de "a "8 a $ra#s de" &edio correspodie$e es@

12


13/20

1(


14/20

Re#le5ión

Reflexión de una onda entre dos medios

Cado a oda e"ec$ro&ag#$ica c7oca e e" "3&i$e e$re dos &edios de

$ras&isió di/ere$es, a par$e de "a oda es re/rac$ada a"ca8ado a $raspasar

e" &a$eria" co e" ca" se prod:o e" c7o5e % par$e de "a oda es re/"e:ada o

regresada si a"ca8ar igresar a" sigie$e &a$eria"; a es$e /eó&eo de re/"e:ar

a oda e"ec$ro&ag#$ica se "e deo&ia re/"eió'

Co&o $odas "as odas re/"e:adas o a"ca8a a $raspasar e" segdo &a$eria"

&a$iee "a &is&a e"ocidad de propagació 5e prese$a "a oda icide$e,

co&o cosececia de e""o, e" ?g"o co e" ca" icide e" 7a8 co respec$o a "a

or&a" ser? iga" a" ?g"o de re/"eió co respec$o a "a or&a"' 9i e&*argo, "a

a&p"i$d de" ca&po re/"e:ado es &eor 5e "a a&p"i$d de" ca&po icide$e' La

re"ació e$re "as i$esidades de" o"$a:e re/"e:ado % e" o"$a:e icide$e, se "e

deo&ia coeficiente de reflexión, e" ca" es adi&esioa" % depede o

so"a&e$e de "as i$esidades de o"$a:e sio $a&*i# 5e "os ?g"os icide$e %

re/"e:ado'

14


15/20

Reflexión en una superficie semiáspera

1+


16/20

Di#$acción

La di/racció cosis$e e a &od"ació o redis$ri*ció de "a eerg3a de$ro de

/re$e de oda, a" pasar cerca de "a ori""a de o*:e$o

opaco' La di/racció es

e" /eó&eo 5e per&i$e 5e "as odas "&iosas o de radio se propage e

$oro a es5ias' Cado /re$e de oda pasa cerca de o*s$?c"o o

disco$iidad c%as di&esioes sea de $a&a!o co&para*"e a a "ogi$d de

oda, o se pede sar e" a?"isis geo$rico si&p"e para ep"icar "os res"$ados,

% es ecesario recrrir a" principio de uygens, 5e se pde dedcir de "as

ecacioes de MaGe""'

Cado se cosidera /re$e de oda p"ao % /ii$o, co&o e "a /igra (0*, es

ico&p"e$a "a a"ació e direccioes a"ea$orias' E cosececia, e" /re$e de

oda se repar$e 7acia a/era, o se dispersa' A es$e e/ec$o de dispersió se "e

""a&a difracción' La /igra (0c, &es$ra "a di/racció e $oro a "a ori""a de

o*s$?c"o' 9e e 5e "a a"ació de od"acioes só"o es parcia"' 9e ""ea a ca*o

e $oro a "a ori""a de" o*s$?c"o, "o 5e per&i$e 5e "as odas secdarias se

HescrraI e $oro a "as aris$as de o*s$?c"o, a "o 5e se ""a&a "a zona de

som!ra' Es$e /eó&eo se pede o*serar cado se a*re "a per$a de car$o

oscro' Los ra%os de "8 se di/rac$a e $oro a "a ori""a de "a per$a, e i"&ia "o

5e 7a% de$r?s de e""a'

16


17/20

"ifracción de las ondas electromagnéticas# $a% principio de uygens para un frente de onda plano& $!% frentede una onda finita a tra'és de una a!ertura& $c% frente de onda rodeando una arista

1


18/20

In0e$#e$encia

La i$er/erecia cosis$e e e" ac$o de opoerse o co&o s o&*re "o idica

i$er/erir co "a /or&a or&a" de a oda; es$a se prodce sie&pre 5e se

co&*ie dos o &?s odas e"ec$ro&ag#$icas proocado co e""o a"$eracioes

e "a /or&a origia" de "a se!a", degradado e" óp$i&o /cioa&ie$o de" sis$e&a'

Los /eó&eos de re/racció, re/"eió % di/racció so /eó&eos propios de "a

óp$ica geo$rica, /da&e$ados pricipa"&e$e e e" co&por$a&ie$o de ra%os

% /re$es de oda'

9i e&*argo, "a i$er/erecia o*edece a" pricipio de "a sperposició "iea" de "as

odas e"ec$ro&ag#$icas e" ca" se prese$a cado dos o &?s odas ocpa e"

&is&o p$o de" espacio e /or&a si&"$?ea' Es$e pricipio ep"ica 5e "a

i$esidad $o$a" de o"$a:e e p$o dado e e" espacio, correspode a "a

s&a$oria ec$oria" de cada a de "as se!a"es icide$es'

La /igra (1 &es$ra "a i$er/erecia e$re dos odas e"ec$ro&ag#$icas e e"

espacio "i*re' E e" p$o J "as dos odas ocpa e" &is&o "gar e e" espacio'

9i e&*argo "a oda 7a recorrido a $ra%ec$oria di/ere$e a "a de "a oda A %,

e cosececia, ss ?g"os de /ase re"a$ios pede ser dis$i$os' 9i "a

di/erecia de dis$acias recorridas es &>"$ip"o e$ero i&par de "a &i$ad de "a

"ogi$d de oda, se prese$a "a a"ació $o$a"' 9i "a di/erecia es &>"$ip"o

e$ero par de "a &i$ad de "a "ogi$d de oda, $iee "gar re/or8a&ie$o' Lo &?s

pro*a*"e es 5e "a di/erecia de dis$acias sea i$er&edia e$re "as dos, % se

prodce a a"ació o re/or8a&ie$o parcia"' Para /rececias &eores 5e

B), "as "ogi$des de oda re"a$ia&e$e grades ei$a 5e "a i$er/erecia sea

pro*"e&a aprecia*"e' 9i e&*argo, co B) o &?s, "a i$er/erecia od"a$oria

pede ser grae'

1-


19/20

Interferencia de las ondas electromagnéticas

Ca$!a el3c0$ica-

A is$acias de "a )3sica "a carga e"#c$rica res"$a ser a propiedad i$r3seca 5e

prese$a a"gas par$3c"as s*a$ó&icas "a ca" se &ai/es$ar? a $ra#s de

a$raccioes % rep"sioes 5e de$er&iar? "as i$eraccioes e"ec$ro&ag#$icas

e$re e""as, siedo "as &is&as cargas posi$ias % cargas ega$ias'

La &a$eria cargada de &aera e"#c$rica ser? i/"ida por "os ca&pos

e"ec$ro&ag#$icos a "a e8 5e "os geera'

La i$eracció e$re carga % ca&po e"#c$rico dar? orige a a de "as ca$roi$eraccioes /da&e$a"es 5e es "a i$eracció e"ec$ro&ag#$ica'

Bis$órica&e$e, a "os e"ec$roes, 5ars % pro$oes se "es asigó di/ere$es

cargas, por e:e&p"o, "os e"ec$roes prese$a carga ega$ia K1, $a&*i# coocida

co&o e; por s "ado, "os pro$oes prese$a carga posi$ia 1 o $a&*i# e, e

$a$o, a "os 5ars se "es asigó a carga de $ipo /raccioaria'

De acerdo a "o 5e dispoe e" 9is$e&a $eracioa" de idades "a carga

e"#c$rica se deo&ia c"o&*io


20/20

6i4lio!$a#"as

propagacionondas

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