带状线宽带Wilkinson一分四功分器的设计
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１）３ ３ ． １ ：５— ８
［ ］Ｌｌ ， ｅｇｇａｇＳ ｎ Ｈ ｙ ｔ ｉ ａ，ｔ ． ｕ ｅｕｎｙ ４ ｅ Ｗｕ Ｚｎ ｕｎ ｕ ， ａａｉ Ｙｌ ｚｅ ａ Ａ Ｄ ａ ｆ ｑ ｅｃ ｔｎ ｍ １ ｌｒ
装配于测试架中， 为便于测试 ， 各端 口均做了带状线 转微带线 的变换 ， 同时测试架装配 Ｋ Ｄ Ｆ ５电连接器 ， 采用 Ａ ｉｎ Ｅ ０ １ ｇｅｔ ５７ Ｂ网络分析仪对功分器进行了测 ｌ
［ ］Ｄｖ ｏ ｒ微 波 工程 ［ ． ５ ａ ｄ Ｐｚ ． ｉ Ｍ ａ Ｍ］ ３版． 北京 ： 电子 工业 出版 社 ，
２０． ０ ６
责任编辑： 刘新影
一
２１Байду номын сангаас一 ５
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｗ ｒｄｖ ｄ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｅ ｉｉ ｅ ；ｗｉ ｅ ｂ ｄ ｓ ｉｌ ｅ ｄ ａ ； ｔ ｐｉ ｎ ｒ ｎ
能良好。其输入、 出特性阻抗均匹配至 ５ Ｑ， 输 ０ 传输
损耗小于 ８９ Ｂ 路 间相位一致性 ４ ． 。幅度一致 ．ｄ ， － ６， ７ 性 ４１７ Ｂ， 口驻 波 比小 于 １８ ｄ 分 口驻 波 比小 － ．ｄ 总 ．８Ｂ， 于 １６ ｄ ， ．１Ｂ 隔离度大于 ３ｄ 。 ５Ｂ
率范围内性能良好 ， 满足设计要求。
４ 结束语
本文设计了一种带状线宽带 Ｗｉ ｉ ｎ ｌｎ 一分 四 ｋＳ Ｏ 功分器 ， 并使用 Ａ Ｓ仿真软件进行 了优化设计 ， Ｄ 对
端 口３
曲 招 曲 曲 ０ Ｂ 腿 ＾
端 口１
该功分器进行 了加工生产 和实际测试 ， 结果显示在
６ Ｈ ～ ４ Ｈ 宽频带范 围内性能 良好。由于本功 Ｇ ｚ １Ｇ ｚ 分器采 用带状 线形 式设计 ， 加工 出实物后 无法 调配 ， 因此在仿真设计过程 中需要充分考虑其寄生效应等 因素 ， 改善仿真模型 ， 从而使理论分析结果与实际研 制结果达到 良好的一致性。
参 考 文 献：
ｐ ｒ Ｐ ｗｅ ｖｄ ｒＢａｅ ｎａＴ ｅｔｏｌ ｒｎ ｍｉｓｏ ｉｅＴ ａ － ｏｔ ｏ ｒＤｉｉｅ ｓｄ ｏ ｗｏ８ｃｉｌＴ ａ ｓ ｓｉｎＬ ｎ ｒｍ
３ 实物及测试结果
功 分器 测试 实 物 如 图 ３所 示 ， Ｌ Ｃ 电路 板 该 ＴＣ
ｆ ｍ ｒＪ ．Ｅ Ｅ Ｍ Ｔ Ｓ Ｉ ． ｉ ｏ ａｅＳｍ ． ｉ ２ Ｏ ， （ ｏ ｅ［ ］ ＩＥ Ｉ ｔＭ ｃ ｗ ｖ ｙ ｐ Ｄ ｇ Ｏ ３ １ ８— ｒ ｎ ｒ ．
［ ］韩淑萍 ， ２ 李铭祥． 高隔离度 一分三功 分器的设 计［ ］ 上 海大学 Ｊ． 学报 ： 自然科学版 ， ０ （ ）５ ９ ５ ０ ２ ４６ ： —６． ０ ５ ［ ］Ｓ ｓ ｈ ， ｉ ｐ ｕ ， ａｄ ｄ ， ． ｕｌ ａｄ Ｂ ｈ ｅ ３ ｒａ ｉ Ｖｍｎｈ ｎ Ｂ ｎ ｕｅ Ｋ ｃａ Ａ Ｄ ａ ｂｎ ｄ ｒ ｉｔｔ Ｓ Ｓ ｊ ｔ １ ３ Ｔ ｅ
一
２１ — ４
２ 功分器 的设计
２ １ 基片材 料及 金属导体 材 料的选 择 ．
介质材料不仅要满足电性能要求， 还要满足机 械性能、 加工性能、 低成本等几方面要求。结合本设 计的工作频带等实际情况， 采用介 电常数为 ５ ９的 ． 陶瓷材料作为介质材料 ， 该材料具有较高的介 电常 数， 能够使 电路小型化 ； 在工作频带 内介 电常数稳 定， 便于宽带电路的设计 ； 具有低的材料损耗角； 导 热性好 ， 适用于较大的功率 。 Ｊ 金属材料需要具 有高 的导电率 ， 的电阻温度 低 系数 ， 对基片附着性好 ， 易于生产加工等特点 ， 针对 以上要求 ， 本设计选用金作为导体材料… 。
ｓ ｌｔｒａｅｓｔ ｆｃｏｙ ｔｅｉｏａｉｎ ｂ ｔ ｅ ｏ ｒｏ ｔｕ ｏｔ ｓｍｏｅｔ ａ ５ Ｂ Ｓ ｔ ｆｃｏｙ ｍａｃ ｔ ｐｉｅ ａｉ ａ ｔｒ ， ｓｌｔ ｅｗｅ ｎ ｆｕ ｕｐ ｔｐ ｒ ｉ ｔ ｒ ｓ ｈ ｏ ｓ ｒ ｎ ３ ｄ ． ａ ｓ ｔｒ ｔｈ ａ ｈ ｉ ａ ｂ ｔ ｎ ｕ ｎ ｕｐ ｔ ｏｔ ｎ ｉｈ ｄ ｇｅ ｆｐ ａｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｃ ｔａ ｕｐ ｔ ｏｔ ｅｏ ｔｉｅ ． ｏ ｉｐ ｔａ ｄｏ ｔｕ ｒ ａ ｄ ｈｇ ｅｒ ｅｏ ｈ ｓ ｏ ｓ ｔｎ ｙａ ｌ ｏ ｔｕ ｒ ａ ｂ ｎ ｄ ｈ ｐ ｓ ｓ ｌ ｐ ｓｒ ａ
Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓｏ ｅ ｆ ｑ ｅ ｃ ａ ｇ ｏ ６ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒ ｕ ｎ ｙ ｒ ｎ ｅ ｆ ｍ ＧＨｚ ｔ ４ ｉ ｓ ｆ ｈ ｔ ｅ ｒ ｏ １ ＧＨｚ ｏ ｉ ｆｔ ｓ ｈ
２ ２ 电路 的设计 ．
图 ３ 功分器实物
表 １ 功分器测试结果
本文设计的一分 四功分器要求能将输入功率四
测试指标 传输损耗
总 口驻波
测试结果
等分输出并且传输损耗尽可能小 ， 各输 出口间具有
较高隔离度， 同时各端 口须匹配至 ５１， ０ 其拓扑结构 １
如图 ２ 所示 ， 其基本结构单元为三个二等分 Ｗｉ ｉ ｌｎ ｋ． Ｓｌ Ｏ 功分器 ， ｉ 由于单节阻抗变换器 的工作带宽为窄
量， 结果 如表 １ 所示 。
Ｗ ｌｎ ｎ ｏｅＤｖ ｅ Ｊ．Ｅ ＥＴａｓ ｆｎｏ ｉｏ ａ ｈｏ ｉ ｉｏ ｗｒ ｉｄｒ ］ＩＥ ｒ ａｉ ｓ Ｍｃ ｗｖ Ｔｅ－ ｋ ｓ Ｐ ｉ ［ ｎ ｃｏ ｎ ｒ ｅ
ｒ ｎ ｅｈ ｉｕｓ２ ０ ，４（ ） ２ ８— ８ ． ｙａ ｄＴｃ ｎｑ ｅ，０ ６ ５ １ ：７ ２４
２ １ 牟第 ０ ０ １ １期
中图分类号 ：Ｎ ２ Ｔ ６６ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０９— ５２【０ １ １ ０ １ ０ １０ ２ ５ ２ １ ）０— ２４— ２
带状 线 宽 带 Ｗｉ ｉｓｎ一分 四功 分 器 的设计 ｌ ｎｏ ｋ
赵 超
（ 南京信息工程大学 电子与信息工 程学 院， 南京 ２０４ ） １０４
带， 而本设计的工作带宽为 ６ Ｈ 一１Ｇ ｚ为实现 Ｇ ｚ ４ Ｈ，
分口 驻波
幅度一致性
相位一致性 端 口隔离度
宽带功分器 ， 本设计采用 ２ 节阻抗变换器相级联 ， 该 方法可以使各节所产生的反射波相互抵消 ， 从而实 现宽 带 的设 计 目的 Ｊ 。
端１ ３２
从测试结果可见 ， 该功分器在 ６ Ｈ ～ ４ Ｈ 频 Ｇ ｚ １Ｇ ｚ
摘
要：研 究并设计 了一种带状线宽带 Ｗｉ ｉ ｏ ｌ ｎ ｎ一分 四功分 器，实验结果显 示，该功分 器在 ｋｓ
６ Ｈ ～１Ｇ ｚ Ｇ ｚ ４ Ｈ 的宽频带范围内性能良好 ，其隔离度在整个频带范围 内大于 ３ｄ ，同时输入 与输 ５Ｂ
出端 口均 实现 了良好 的 匹配且 各输 出口幅度相位 一致 性 良好 。
关键词 ：功分器 ；宽频带 ；带状线
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｔｉ ｌｎ ｒ ａ ｂ ｎ ｉ ｉ ｓ ｎ ｏ ｅ ｆ ｕ ｏ ｒ ｄ ｖｄ ｒ ｓｇ ｆｓｒｐ ｉ ｅ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ Ｗ ｌ ｎ ｏ ｎ －ｏ ｒ ｐ ｗｅ ｉ ｉ ｅ ｋ
Ｚ ＨＡ０ Ｃ ａ ｈｏ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌ ｔｏ ｉ ｎ ｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｎ ｎｉｇＵ ｉｅｓｙｏ ｆｒ ｔ ｎＳｉ ｃ Ｓ ｈ ｏ ｅ ｒｎｃ ａ ｄＩ ｏｍａｉ ｎ ｉｅｒｎ ， ａ ｊ ｎｖｒｉ ｆ ｎｏｍａ ｏ ｃｅ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ｏＥ ｃ ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ Ｉ ｉ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ｇ
［］清华大学《 １ 微带 电路＞ 编写组． 微带电路 ［ ］ 北京 ： 民邮电出 Ｍ． 人
版 社 ，９ ６ １７ ．
端 １４ ３
端 １５ ３
图 ２ 一 分 四功 分 器 拓 扑结 构
使用 Ａ ｉｎ公司的 Ａ Ｓ ｇ ｅｔ ｌ Ｄ 软件进行功分器的设 计及优化仿真 ， 参数优化后的功分器采用 Ｌ Ｃ （ Ｔ Ｃ 低 温共烧陶瓷） 工艺生产加工 并装配 测试架 内进行 测试 。
１ Ｗｉ ｉｓｎ功分器 工作原理 ｌ ｎｏ ｋ
二进制功分器 的基 本结构单元是二等分功分 器， 典型的 Ｗｉｉ ｏ 二等分功分器的结构如图 １ ｌｎ ｎ ｋｓ 所
示 ¨。
输入端 口和输出端口传输线特征阻抗为 ｚ ， ０特 征阻抗为 ｚ 的两段传输线长度为四分之一波长 ， 电
阻 Ｒ的作用是提高端 口２和端 口 ３之间的隔离度 ，
Ｎａｊ ｇ２ ０４ Ｃ ｉａ ｎｉ １０４， ｈｎ ） ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｉｄ ｏ ｔｐｉｅｗｉｅｂ ｎ ｉ ｉｓｎ ｏ ｅｆｕ ｏ ｒｄｖｄ ｒｉ ｒｓ ａｃ ｅ ｎ ｅｉｎ ｄ ｓ ｃ： ｒ ｋｎ ｆｓ ｉｌ ｄ ａ ｄ Ｗ ｌ ｎ ｏ ｎ — ｒｐ ｗｅ ｉｉｅ ｅｅ ｒｈ ｄ ａ ｄ ｄ ｓｇ ｅ ． ｒ ｎ ｋ ｏ ｓ
［ ］Ｌｌ ， ｅｇｇａｇＳ ｎ Ｈ ｙ ｔ ｉ ａ，ｔ ． ｕ ｅｕｎｙ ４ ｅ Ｗｕ Ｚｎ ｕｎ ｕ ， ａａｉ Ｙｌ ｚｅ ａ Ａ Ｄ ａ ｆ ｑ ｅｃ ｔｎ ｍ １ ｌｒ
装配于测试架中， 为便于测试 ， 各端 口均做了带状线 转微带线 的变换 ， 同时测试架装配 Ｋ Ｄ Ｆ ５电连接器 ， 采用 Ａ ｉｎ Ｅ ０ １ ｇｅｔ ５７ Ｂ网络分析仪对功分器进行了测 ｌ
［ ］Ｄｖ ｏ ｒ微 波 工程 ［ ． ５ ａ ｄ Ｐｚ ． ｉ Ｍ ａ Ｍ］ ３版． 北京 ： 电子 工业 出版 社 ，
２０． ０ ６
责任编辑： 刘新影
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２１Байду номын сангаас一 ５
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｗ ｒｄｖ ｄ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｅ ｉｉ ｅ ；ｗｉ ｅ ｂ ｄ ｓ ｉｌ ｅ ｄ ａ ； ｔ ｐｉ ｎ ｒ ｎ
能良好。其输入、 出特性阻抗均匹配至 ５ Ｑ， 输 ０ 传输
损耗小于 ８９ Ｂ 路 间相位一致性 ４ ． 。幅度一致 ．ｄ ， － ６， ７ 性 ４１７ Ｂ， 口驻 波 比小 于 １８ ｄ 分 口驻 波 比小 － ．ｄ 总 ．８Ｂ， 于 １６ ｄ ， ．１Ｂ 隔离度大于 ３ｄ 。 ５Ｂ
率范围内性能良好 ， 满足设计要求。
４ 结束语
本文设计了一种带状线宽带 Ｗｉ ｉ ｎ ｌｎ 一分 四 ｋＳ Ｏ 功分器 ， 并使用 Ａ Ｓ仿真软件进行 了优化设计 ， Ｄ 对
端 口３
曲 招 曲 曲 ０ Ｂ 腿 ＾
端 口１
该功分器进行 了加工生产 和实际测试 ， 结果显示在
６ Ｈ ～ ４ Ｈ 宽频带范 围内性能 良好。由于本功 Ｇ ｚ １Ｇ ｚ 分器采 用带状 线形 式设计 ， 加工 出实物后 无法 调配 ， 因此在仿真设计过程 中需要充分考虑其寄生效应等 因素 ， 改善仿真模型 ， 从而使理论分析结果与实际研 制结果达到 良好的一致性。
参 考 文 献：
ｐ ｒ Ｐ ｗｅ ｖｄ ｒＢａｅ ｎａＴ ｅｔｏｌ ｒｎ ｍｉｓｏ ｉｅＴ ａ － ｏｔ ｏ ｒＤｉｉｅ ｓｄ ｏ ｗｏ８ｃｉｌＴ ａ ｓ ｓｉｎＬ ｎ ｒｍ
３ 实物及测试结果
功 分器 测试 实 物 如 图 ３所 示 ， Ｌ Ｃ 电路 板 该 ＴＣ
ｆ ｍ ｒＪ ．Ｅ Ｅ Ｍ Ｔ Ｓ Ｉ ． ｉ ｏ ａｅＳｍ ． ｉ ２ Ｏ ， （ ｏ ｅ［ ］ ＩＥ Ｉ ｔＭ ｃ ｗ ｖ ｙ ｐ Ｄ ｇ Ｏ ３ １ ８— ｒ ｎ ｒ ．
［ ］韩淑萍 ， ２ 李铭祥． 高隔离度 一分三功 分器的设 计［ ］ 上 海大学 Ｊ． 学报 ： 自然科学版 ， ０ （ ）５ ９ ５ ０ ２ ４６ ： —６． ０ ５ ［ ］Ｓ ｓ ｈ ， ｉ ｐ ｕ ， ａｄ ｄ ， ． ｕｌ ａｄ Ｂ ｈ ｅ ３ ｒａ ｉ Ｖｍｎｈ ｎ Ｂ ｎ ｕｅ Ｋ ｃａ Ａ Ｄ ａ ｂｎ ｄ ｒ ｉｔｔ Ｓ Ｓ ｊ ｔ １ ３ Ｔ ｅ
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２ 功分器 的设计
２ １ 基片材 料及 金属导体 材 料的选 择 ．
介质材料不仅要满足电性能要求， 还要满足机 械性能、 加工性能、 低成本等几方面要求。结合本设 计的工作频带等实际情况， 采用介 电常数为 ５ ９的 ． 陶瓷材料作为介质材料 ， 该材料具有较高的介 电常 数， 能够使 电路小型化 ； 在工作频带 内介 电常数稳 定， 便于宽带电路的设计 ； 具有低的材料损耗角； 导 热性好 ， 适用于较大的功率 。 Ｊ 金属材料需要具 有高 的导电率 ， 的电阻温度 低 系数 ， 对基片附着性好 ， 易于生产加工等特点 ， 针对 以上要求 ， 本设计选用金作为导体材料… 。
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２ ２ 电路 的设计 ．
图 ３ 功分器实物
表 １ 功分器测试结果
本文设计的一分 四功分器要求能将输入功率四
测试指标 传输损耗
总 口驻波
测试结果
等分输出并且传输损耗尽可能小 ， 各输 出口间具有
较高隔离度， 同时各端 口须匹配至 ５１， ０ 其拓扑结构 １
如图 ２ 所示 ， 其基本结构单元为三个二等分 Ｗｉ ｉ ｌｎ ｋ． Ｓｌ Ｏ 功分器 ， ｉ 由于单节阻抗变换器 的工作带宽为窄
量， 结果 如表 １ 所示 。
Ｗ ｌｎ ｎ ｏｅＤｖ ｅ Ｊ．Ｅ ＥＴａｓ ｆｎｏ ｉｏ ａ ｈｏ ｉ ｉｏ ｗｒ ｉｄｒ ］ＩＥ ｒ ａｉ ｓ Ｍｃ ｗｖ Ｔｅ－ ｋ ｓ Ｐ ｉ ［ ｎ ｃｏ ｎ ｒ ｅ
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２ １ 牟第 ０ ０ １ １期
中图分类号 ：Ｎ ２ Ｔ ６６ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０９— ５２【０ １ １ ０ １ ０ １０ ２ ５ ２ １ ）０— ２４— ２
带状 线 宽 带 Ｗｉ ｉｓｎ一分 四功 分 器 的设计 ｌ ｎｏ ｋ
赵 超
（ 南京信息工程大学 电子与信息工 程学 院， 南京 ２０４ ） １０４
带， 而本设计的工作带宽为 ６ Ｈ 一１Ｇ ｚ为实现 Ｇ ｚ ４ Ｈ，
分口 驻波
幅度一致性
相位一致性 端 口隔离度
宽带功分器 ， 本设计采用 ２ 节阻抗变换器相级联 ， 该 方法可以使各节所产生的反射波相互抵消 ， 从而实 现宽 带 的设 计 目的 Ｊ 。
端１ ３２
从测试结果可见 ， 该功分器在 ６ Ｈ ～ ４ Ｈ 频 Ｇ ｚ １Ｇ ｚ
摘
要：研 究并设计 了一种带状线宽带 Ｗｉ ｉ ｏ ｌ ｎ ｎ一分 四功分 器，实验结果显 示，该功分 器在 ｋｓ
６ Ｈ ～１Ｇ ｚ Ｇ ｚ ４ Ｈ 的宽频带范围内性能良好 ，其隔离度在整个频带范围 内大于 ３ｄ ，同时输入 与输 ５Ｂ
出端 口均 实现 了良好 的 匹配且 各输 出口幅度相位 一致 性 良好 。
关键词 ：功分器 ；宽频带 ；带状线
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｔｉ ｌｎ ｒ ａ ｂ ｎ ｉ ｉ ｓ ｎ ｏ ｅ ｆ ｕ ｏ ｒ ｄ ｖｄ ｒ ｓｇ ｆｓｒｐ ｉ ｅ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ Ｗ ｌ ｎ ｏ ｎ －ｏ ｒ ｐ ｗｅ ｉ ｉ ｅ ｋ
Ｚ ＨＡ０ Ｃ ａ ｈｏ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌ ｔｏ ｉ ｎ ｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｎ ｎｉｇＵ ｉｅｓｙｏ ｆｒ ｔ ｎＳｉ ｃ Ｓ ｈ ｏ ｅ ｒｎｃ ａ ｄＩ ｏｍａｉ ｎ ｉｅｒｎ ， ａ ｊ ｎｖｒｉ ｆ ｎｏｍａ ｏ ｃｅ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ｏＥ ｃ ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ Ｉ ｉ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ｇ
［］清华大学《 １ 微带 电路＞ 编写组． 微带电路 ［ ］ 北京 ： 民邮电出 Ｍ． 人
版 社 ，９ ６ １７ ．
端 １４ ３
端 １５ ３
图 ２ 一 分 四功 分 器 拓 扑结 构
使用 Ａ ｉｎ公司的 Ａ Ｓ ｇ ｅｔ ｌ Ｄ 软件进行功分器的设 计及优化仿真 ， 参数优化后的功分器采用 Ｌ Ｃ （ Ｔ Ｃ 低 温共烧陶瓷） 工艺生产加工 并装配 测试架 内进行 测试 。
１ Ｗｉ ｉｓｎ功分器 工作原理 ｌ ｎｏ ｋ
二进制功分器 的基 本结构单元是二等分功分 器， 典型的 Ｗｉｉ ｏ 二等分功分器的结构如图 １ ｌｎ ｎ ｋｓ 所
示 ¨。
输入端 口和输出端口传输线特征阻抗为 ｚ ， ０特 征阻抗为 ｚ 的两段传输线长度为四分之一波长 ， 电
阻 Ｒ的作用是提高端 口２和端 口 ３之间的隔离度 ，
Ｎａｊ ｇ２ ０４ Ｃ ｉａ ｎｉ １０４， ｈｎ ） ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｉｄ ｏ ｔｐｉｅｗｉｅｂ ｎ ｉ ｉｓｎ ｏ ｅｆｕ ｏ ｒｄｖｄ ｒｉ ｒｓ ａｃ ｅ ｎ ｅｉｎ ｄ ｓ ｃ： ｒ ｋｎ ｆｓ ｉｌ ｄ ａ ｄ Ｗ ｌ ｎ ｏ ｎ — ｒｐ ｗｅ ｉｉｅ ｅｅ ｒｈ ｄ ａ ｄ ｄ ｓｇ ｅ ． ｒ ｎ ｋ ｏ ｓ