JP2019508920A - 無線周波数定位技術、並びに関連システム、装置、及び方法 - Google Patents

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リー，トーマス，エイチ．
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ヒューマティクス コーポレイション
ヒューマティクス コーポレイション
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Abstract

基板と、前記基板に搭載された半導体ダイと、前記基板上に製造され、少なくとも１つの第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも１つの第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、を有する装置。

Description

［関連出願の参照］
本願は、３５U.S.C.§１１９の下で、米国特許仮出願番号第６２/２６８,７４１号、名称「FREQUENCY−SHIFT TRANSPONDER」、２０１５年１２月１７日出願；米国特許仮出願番号第６２/２６８,７４５号、名称「RADAR ON A CHIP」、２０１５年１２月１７日出願；米国特許仮出願番号第６２/２７５,４００号、名称「HIGH−PRECISION POSITIONING SYSTEM FOR A GROUND PENETRATING RADAR SYSTEM」、２０１６年１月６日出願；米国特許仮出願番号第６２/３０６,４６９号、名称「HIGH−PRECISION TIME OF FLIGHT MEASUREMENT SYSTEM FOR PICKING AND PACKING」、２０１６年３月１０日出願；米国特許仮出願番号第６２/３０６,４７８号、名称「HIGH−PRECISION TIME OF FLIGHT MEASUREMENT SYSTEM FOR MICRONAVIGATION AND LOCALIZATION」、２０１６年３月１０日出願；米国特許仮出願番号第６２/３０６,４８３号、名称「HIGH−PRECISION TIME OF FLIGHT MEASUREMENT SYSTEM ON A CHIP」、２０１６年３月１０日出願；の利益を請求し、これらの出願の各々は参照により本願明細書に組み込まれる。
オブジェクト又は目標の位置を正確に決定する能力は、多数の用途について潜在的な利益を有する。オブジェクト位置特定から利益を享受する幾つかの例示的な用途は、動き追跡、仮想現実、ゲーム、自律システム、ロボット工学、等を含む。全測位システム（global positioning system：ＧＰＳ）技術、受信信号強度指示子（received signal strength indicator：ＲＳＳＩ）測定、光学的画像データ処理技術、赤外線測距法、等を含む、位置特定を提供しようとする多数の技術が追求されている。概して、これらの従来のアプローチは、比較的粗悪若しくは不十分な精度及び／又は正確さ、比較的長いリフレッシュレートをもたらす計算上の複雑さ、環境的制限（例えば、屋外に限定された動作、又はネットワークアクセス要件及び／又はバックグラウンドクラスタ若しくはノイズに対する脆弱性）、コスト、サイズ、等を含む１又は複数の欠点により、用途が限られている。
幾つかの実施形態は、システムであって、
第１質問器装置であって、
目標装置へ第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第２アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記第１質問器と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、を含む第１質問器装置と、
第２質問器装置であって、
前記目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するよう構成される第３アンテナと、
前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するよう構成される第４アンテナと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記第２質問器と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、を含む第２質問器装置と、
前記第１混合ＲＦ信号に基づき前記第１距離を決定し、前記第２混合ＲＦ信号に基づき前記第２距離を決定し、前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサと、を含むシステムを提供する。
幾つかの実施形態は、第１質問器装置及び第２質問器装置を有するシステムであって、
前記第１質問器装置は、
目標装置へ第１中心周波数を有する第１マイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される第２アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記第１質問器と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、を含み、
第２質問器装置は、
前記目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第３マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成される第３アンテナと、
前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第４マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される第４アンテナと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記第２質問器と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、を含む、システムを提供する。
幾つかの実施形態は、方法であって、
第１質問器装置から目標装置へ、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するステップと、
前記第１質問器装置において、前記目標装置から、前記第１周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するステップと、
第２質問器装置から前記目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するステップと、
前記第２質問器装置において前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するステップと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号に基づき、第１距離を決定するステップと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号に基づき、第２距離を決定するステップと、
前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するステップと、を含む方法を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
ＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナにより送信されるべきＲＦ信号を前記送信アンテナに供給し、前記受信アンテナにより受信したＲＦ信号を処理するよう構成される回路と、を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成された送信アンテナと、
前記基板上に製造され、ＲＦ信号を受信するよう構成された受信アンテナと、
前記基板上に配置され、前記送信アンテナ及び受信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナに、前記送信アンテナにより送信されるべきＲＦ信号を供給し、前記受信アンテナにより受信されたＲＦ信号を処理するよう構成される回路と、を有し、
前記基板は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の高調波結合を低減する材料を有する、装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板に接合された半導体ダイフリップチップと、
前記基板上に製造されマイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナにより送信されるべきマイクロ波ＲＦ信号を前記送信アンテナに供給するよう構成される回路と、を有する装置を対象とする。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイフリップチップと、
前記基板上に製造されマイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナにより送信されるべきマイクロ波線形周波数変調ＲＦ信号を前記送信アンテナに供給するよう構成される回路と、を有する装置を対象とする。
幾つかの実施形態は、システムであって、
質問器装置であって、
第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、を含む質問器装置と、
目標装置であって、
前記第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記質問器装置へ、前記第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、を含む目標装置と、
を有するシステムを提供する。
幾つかの実施形態は、方法であって、
第１送信アンテナを用いて、第１回転方向に円偏波された第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するステップと、
第２受信アンテナを用いて、前記第１回転方向に円偏波された第２ＲＦ信号を受信するステップであって、前記第２ＲＦ信号は前記第１ＲＦ信号の伝搬の結果生じる、ステップと、
第２送信アンテナを用いて、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波された第３ＲＦ信号を送信するステップであって、前記第３信号は前記第２ＲＦ信号を用いて生成される、ステップと、
第１受信アンテナを用いて、前記第２回転方向に円偏波された第４ＲＦ信号を受信するステップであって、前記第４信号は前記第３ＲＦ信号の伝搬の結果生じる、ステップと、を有する方法を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
目標装置へ、第１回転方向に円偏波された第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波された第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて前記装置と前記目標装置との間の第１距離を決定するよう構成される回路と、を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイと、
前記基板上に製造され、少なくとも第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、
を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、少なくとも第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記基板上に製造され、少なくとも前記第１中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記基板上に製造され、少なくとも前記第２中心周波数でＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
を有し、前記半導体ダイは、
前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信し、前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、を有する、装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイと、
前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
を有し、前記半導体ダイは、
ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
前記第２受信アンテナからＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、を有する、装置を提供する。
幾つかの実施形態は、システムであって、
同期回路と、
前記同期回路に結合された第１質問器装置であって、前記第１質問器装置は、
第１受信アンテナと、
前記同期回路から受信した無線周波数（ＲＦ）信号合成情報を用いて、前記送信アンテナによる送信のための第１ＲＦ信号を生成し、前記第１ＲＦ信号及び前記第１受信アンテナにより目標装置から受信された第２ＲＦ信号を用いて、前記第１質問器と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成する、よう構成される第１回路と、を有する第１質問器装置と、
前記同期回路に結合された第２質問器装置であって、前記第２質問器装置は、
第２受信アンテナと、
前記ＲＦ信号合成情報を用いて、第３ＲＦ信号を生成し、前記第３ＲＦ信号及び前記第２受信アンテナにより前記目標装置から受信した第４ＲＦ信号を用いて、前記第２質問器と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を生成する、よう構成される第２回路と、を有する第２質問器装置と、
を有するシステムを提供する。
幾つかの実施形態は、方法であって、
無線周波数（ＲＦ）信号合成情報を生成するステップと、
前記ＲＦ信号合成情報を用いて第１ＲＦ信号を生成するステップと、
送信アンテナを用いて目標装置へ前記第１ＲＦ信号を送信するステップと、
前記第１ＲＦ信号を送信した後に、第１受信アンテナを用いて前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するステップと、
前記ＲＦ信号合成情報を用いて第３ＲＦ信号を生成するステップと、
第２受信アンテナを用いて前記目標装置から第４ＲＦ信号を受信するステップと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記第１受信アンテナと前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するステップと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記第２受信アンテナと前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を生成するステップと、
を有する方法を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記第１中心周波数の高調波であり且つ前記第２中心周波数と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記受信アンテナ及び前記第１送信アンテナに結合された第１回路であって、前記第１ＲＦ信号を用いて前記第２ＲＦ信号を生成し、前記第２ＲＦ信号を送信のために前記第１送信アンテナに供給するよう構成される、第１回路と、
前記受信アンテナ及び前記第２送信アンテナに結合された第２回路であって、前記第１ＲＦ信号を用いて前記第３ＲＦ信号を生成し、前記第３ＲＦ信号を送信のために前記第２送信アンテナに供給するよう構成される、第２回路と、
を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
目標装置へ、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波であり且つ前記第２中心周波数と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、
前記第１ＲＦ信号及び前記第３ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、
を有する装置。
幾つかの実施形態は、装置であって、
第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記第１中心周波数及び前記第２中心周波数の各々と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記第１、第２、及び第３中心周波数の各々と異なる第４中心周波数を有する第４ＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
回路であって、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて第５ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサ、前記第５ＲＦ信号を用いて前記第３ＲＦ信号を生成するよう構成される第１回路、及び前記第５ＲＦ信号を用いて前記第４ＲＦ信号を生成するよう構成される第２回路、を含む回路と、
を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
目標装置へ、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記目標装置へ、第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１及び第２中心周波数の各々と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１、第２、及び第３中心周波数の各々と異なる第４中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号、前記第２ＲＦ信号、及び前記第３ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、
前記第１ＲＦ信号、前記第２ＲＦ信号、及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、
を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板上に配置され、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を生成するよう構成される発振器と、
前記基板上に搭載され、前記装置と異なる外部装置から、第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される２重帯域アンテナと、
前記２重帯域アンテナ上に配置され、前記発振器により生成された前記第１ＲＦ信号を前記２重帯域アンテナにより受信した前記第２ＲＦ信号と混合することにより、第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を生成し、前記第３ＲＦ信号を送信のために前記２重帯域アンテナに供給する、よう構成される周波数ミキサと、を有し、
前記２重帯域アンテナは、前記第３ＲＦ信号を送信するよう構成される、装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板上に配置され、第１中心周波数を有する無線周波数（ＲＦ）信号を生成するよう構成される発振器と、
前記基板上に搭載され、第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される２重帯域微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アンテナと、
前記発振器により生成された前記ＲＦ信号を前記２重帯域ＭＥＭＳアンテナにより受信した前記ＲＦ信号と混合することにより、第３中心周波数を有するＲＦ信号を生成し、前記第３中心周波数を有する該ＲＦ信号を送信のために前記２重帯域ＭＥＭＳアンテナに供給する、よう構成される回路と、
を有する装置を提供する。
幾つかの実施形態は、装置であって、
基板と、
前記基板上に配置された発振器と、
前記基板上に搭載された２重帯域アンテナと、
前記発振器により生成されたマイクロ波ＲＦ信号を前記２重帯域アンテナにより受信したマイクロ波ＲＦ信号と混合することにより、マイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を生成し、前記生成したマイクロ波ＲＦ信号を送信のために前記２重帯域アンテナに供給するよう構成される回路と、
を有する装置を提供する。
以上は、本発明の非限定的な要約であり、添付の請求の範囲により定められている。
種々の態様及び実施形態は、以下の図面を参照して記載される。図面は必ずしも縮尺通りに描かれないことが理解されるべきである。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、無線周波数（ＲＦ）定位技術を実施するために使用され得る説明のためのシステム１００を示す。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図１Ａに示す説明のためのシステム１００の部分である、質問器装置及び目標装置の説明のためのコンポーネントを示す。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、ＲＦ定位技術を実施するために使用され得る説明のためのシステムを示す。
本願明細書に記載の技術の実施形態による、質問器装置のコンポーネントを示すブロック図である。
左巻き円偏波を示す。 右巻き円偏波を示す。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、質問器装置のコンポーネントを示すブロック図である。 質問器として又はトランスポンダとして動作するよう構成される例示的なデュアルモード定位装置のコンポーネントを示すブロック図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、質問器装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、基板上に製造された送信及び受信アンテナを有する説明のための基板の図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図７Ａの基板に接合するために準備されている説明のための半導体ダイの図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図７Ｂ説明のための半導体ダイが基板にフリップチップ接合された後の、図７Ａの説明のための基板の図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図７Ｃの装置がカプセル化され得る１つの方法の図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図７Ｃの装置がカプセル化され得る別の方法の図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図７Ｃの装置がカプセル化され得る別の方法の図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、質問器装置の送信及び受信回路部分のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の質問器装置の送信及び受信回路部分のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の質問器装置の送信及び受信回路部分のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の質問器装置の送信及び受信回路部分のコンポーネントを示すブロック図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の種類の目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の種類の目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の種類の目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の種類の目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の種類の目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、プリント回路基板上に実装された目標装置のコンポーネントの前面図を示す図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図９Ｇの目標装置のコンポーネントの背面図を示す図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、単一のデュアルバンドアンテナを有する目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、マルチスペクトル質問器及びマルチスペクトル目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、別の種類のマルチスペクトル質問器及び別の種類のマルチスペクトル目標装置のコンポーネントを示すブロック図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、局所発振器及びデュアルバンドアンテナを有する目標装置を示す図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、局所発振器及びデュアルバンドアンテナを有する目標装置の側面図である。
本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、位相ロックドループを用いて周波数変調波形を生成するよう構成される波形生成器回路を示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、位相ロックドループを用いて周波数変調波形を生成するよう構成される別の種類の波形生成器回路を示すブロック図である。 本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、位相ロックドループを用いて周波数変調波形を生成するよう構成される別の種類の波形生成器回路を示すブロック図である。
本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、少なくとも１つの送信及び受信質問器回路、並びに複数の受信専用質問器回路を含む複数の同期質問器装置を有する説明のための定位システムのブロック図である。 本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、少なくとも１つの送信及び受信質問器回路、並びに複数の受信専用質問器回路を含む複数の同期質問器装置を有する別の説明のための定位システムのブロック図である。 本願明細書に記載の技術の実施形態による、図１４Ａの説明のための定位システムの受信専用質問器装置部分のブロック図である。 本願明細書に記載の技術の実施形態による、図１４Ｂの説明のための定位システムの受信専用質問器装置部分のブロック図である。
本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、少なくとも２つの質問器装置により行われる測定を用いて、目標装置の位置を決定する説明のための処理のフローチャートである。
本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、ある回転方向で円偏波されたＲＦ信号を送信し及び別の回転方向で円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される質問器装置を用いて距離測定を行う説明のための処理のフローチャートである。
本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、少なくとも１つのマスタ質問器装置及び受信専用質問器装置を含む複数の同期質問器装置を用いて、目標装置の位置を決定する説明のための処理のフローチャートである。
オブジェクト又は目標の位置を決定する（本願明細書では定位としても参照される）は、多くの分野で数々の用途を有する。例えば、非常に小さな尺度で（つまり高分解能で）オブジェクトを位置特定し及び／又は追跡する能力は、多数の用途の進歩を実現し、多数の異なる分野への広範な適用性を有する。例えば、オブジェクト又は目標をリアルタイムで正確且つ詳細に追跡する能力は、ゲーム産業で、特に双方向型ビデオゲームについて、多くの利益を有する。オブジェクト定位は、自律車両誘導、探査、ロボット工学、及び人間対機械の対話のような、自律システムにおいても多くの用途を有する。仮想現実、動き追跡及びキャプチャ、等も、オブジェクトを正確に、ロバストに、及びリアルタイムに又は準リアルタイムに定位し及び／又は追跡する能力から利益を得る。種々の用途における定位技術を使用する詳細は、米国特許出願番号第１５/１８１,９３０号、名称「High−Precision Time of Flight Measurement Systems」、２０１６年６月１４日出願；米国特許出願番号第１５/１８１,９５６号、名称「High Precision Motion Tracking with Time of Flight Measurement Systems」、２０１６年６月１４日出願；米国特許出願番号第１５/１８１,９７８号、名称「High Precision Subsurface Imaging and Location Mapping with Time of Flight Measurement Systems」、２０１６年６月１４日出願；米国特許出願番号第１５/１８１,９９９号、名称「High−Precision Time of Flight Measurement System for Industrial Automation」、２０１６年６月１４日出願；に記載され、これらの出願の各々は参照により全体が本願明細書に組み込まれる。
目標定位のための従来の技術は、実質的な欠点を有し、これらの用途の多く（又は大部分）のために不適切であり及び／又は実質的に非常に限られた環境において不十分に実行する場合が多い。特に、従来の定位技術は、不十分な精度、低い信号対雑音（signal−to−noise：ＳＮＲ）比、比較的長いリフレッシュレート、バックグラウンドクラッタの影響を受けやすい、高いコスト、大きなサイズ、等を含む、それらの使用及び／又は適用性を著しく制限する１又は複数の欠点に苦しんでいる。結果として、従来の定位技術は、概して、狭く限られて用途を有する。発明者等は、種々の用途に適する一連の分野への広い適用可能性を有する定位技術を開発した。
多くの用途では、高い定位精度（分解能）は、重要な能力であり、多くの従来の定位技術の制限因子である。発明者等は、本願明細書では概して超局所定位として参照される、ミリメートル及びミリメートル未満の範囲で目標の位置を決定する能力を有する定位技術を開発した。幾つかの実施形態によると、超局所定位システムは、無線周波数（radio frequency：ＲＦ）信号（例えば、マイクロ波又はミリ波ＲＦ信号）を送信するよう構成される質問器と、ＲＦ信号を受信するのに応答して、質問器により受信されるべきＲＦ信号を送信するよう構成される目標と、を有する。質問器により目標から受信されたＲＦ信号は、質問器と目標との間の距離を決定するために使用される。
図１Ａは、幾つかの実施形態による、例示的な超局所定位システム１００を示す。超局所定位システム１００は、複数の質問器回路１０２を有する。複数の質問器回路１０２のうちの１又は複数は、ＲＦ信号１０３（例えばＲＦ信号１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、等）を送信するよう構成される。システム１００は、ＲＦ信号１０３を受信し及び応答してＲＦ信号１０５（例えば、ＲＦ信号１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、等）を送信するよう構成される１又は複数の目標装置１０４も有する。質問器装置１０２は、ＲＦ信号１０５を受信するよう構成される。ＲＦ信号１０５は、次に、それぞれの質問器と目標装置との間の距離を決定するために使用される。計算された距離は、１又は複数の目標装置１０４の位置を決定するために使用されて良い。この計算の多数の技術が以下に詳述される。図１Ａには複数の目標装置が示されるが、単一の目標装置が利用可能であることが理解されるべきである。より一般的には、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されないので、任意の数の質問器装置１０２及び目標装置１０４が使用可能であることが理解されるべきである。
超局所定位システム１００は、質問器装置１０２及び目標装置１０４と通信チャネル１０８を介して通信するよう構成される制御部１０６も含んで良い。通信チャネル１０８は、ネットワーク、装置対装置通信チャネル、及び／又は任意の他の適切な通信手段を含んで良い。制御部１０６は、所望の質問器と目標装置との間の通信チャネル１０７ａ、１０７ｂ、１０８を介するＲＦ信号１０３及び１０５の送信及び／又は受信を調整するよう構成されて良い。該通信チャネルは、単一の通信チャネルであって良く、又は複数の通信チャネルを含んで良い。制御部１０６は、また、質問器装置１０２から受信した情報から、１又は複数の目標装置１０４の位置を決定するよう構成されて良い。以下に更に詳述するように、制御部１０６は、独立型制御部として実装されて良く、又は完全に又は部分的に１又は複数の質問器装置１０２及び／又は目標装置１０４の中に実装されて良い。超局所定位システム１００の異なる例示的な構成及び実装は、以下に更に詳述されるが、本願明細書で議論される構成に限定されない。
高い精度で目標の位置を決定することは、ハイファイで目標により送信されたＲＦ信号を受信することに部分的に、及び目標装置により送信されたＲＦ信号を質問器装置により送信されたＲＦ信号、バックグラウンドクラッタ、及び／又はノイズと区別する能力に部分的に依存する。発明者等は、１又は複数の目標装置の超局所定位を実現するために、質問器及び目標装置により受信された信号の信号対雑音比を向上する技術を開発した。一例として、発明者等は、異なる周波数を送信するよう質問器及び目標装置を構成することにより、定位性能が向上され得ることを理解した。幾つかの実施形態によると、１又は複数の質問器装置は、第１中心周波数を有する第１ＲＦ信号（例えば、ＲＦ信号１０３）を送信し、第１ＲＦ信号を受信することに応答して、１又は複数の目標装置は、第１中心周波数と異なる第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号（例えば、ＲＦ信号１０５）を送信する。この方法では、１又は複数の質問器装置にある受信アンテナは、第２中心周波数の近くのＲＦ信号に応答するよう構成でき、質問器装置がクラッタ及び／又は雑音環境の中で目標装置からＲＦ信号を受信する能力を向上する。
発明者等は、更に、質問器装置から受信した第１中心周波数を有するＲＦ信号を送信のために第１中心周波数と異なる第２中心周波数を有するＲＦ信号に変換するために、比較的簡易及び／又はコスト効率の良い回路が、目標装置において実装され得ることを理解した。幾つかの実施形態によると、第２中心周波数は第１中心周波数と調波関係にある。例えば、図１Ａに示すシステム１００では、目標装置１０４は、ＲＦ信号１０３を変換し、受信したＲＦ信号１０３の中心周波数の高調波においてＲＦ信号１０５を送信するよう構成されて良い。他の実施形態によると、目標装置は、質問器装置から受信された第１中心周波数を有するＲＦ信号を、第１中心周波数と異なるが第１中心周波数と調波関係にある第２中心周波数を有するＲＦ信号に変換する。他の実施形態では、目標装置は、質問器装置から受信したＲＦ信号を変換するのではなく、調波関係にある又は調波関係にない、第１中心周波数と異なる第２中心周波数でＲＦ信号を生成する。質問器及び目標装置から異なるそれぞれの中心周波数を有するＲＦ信号を送信する例示的な技術は、以下に更に詳述される。
発明者等は、更に、質問器及び目標装置により送信されたＲＦ信号の偏波を変更することが、それぞれ、ＳＮＲを向上し、及び質問器装置が目標装置により向上したフィデリティで送信されたＲＦ信号を受信することを可能にするために使用でき、クラッタ及び／又は雑音環境においても超局所定位を実現することを認識した。幾つかの実施形態によると、１又は複数の質問器装置は、第１回転方向（例えば、時計回り）で円偏波された第１ＲＦ信号を送信するよう構成され、第１ＲＦ信号を受信することに応答して、１又は複数の目標装置は、第１回転方向と異なる第２回転方向（例えば、反時計回り）で円偏波された第２ＲＦ信号を送信するよう構成される。目標装置は、受信したＲＦ信号の偏波を変換するよう構成されて良く、又は第２回転方向で円偏波されたＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。本願明細書に記載の技術の態様は、この点に関して限定されない。質問器及び目標装置から異なるそれぞれの回転方向で円偏波されたＲＦ信号を送信する例示的な技術は、以下に更に詳述される。
多くの従来の定位技術は、大きく、比較的複雑であり、及び／又は比較的有意な電力量を消費することの多い高価な電子コンポーネントを用いて所望の性能特性を達成する。結果として、このような従来技術は、広範な用途で利用可能な汎用的な定位ソリューションを提供しない。この欠点を解決するために、発明者等は、質問器及び目標装置が広範な用途で使用するために実質的に任意のシステムに統合可能な個別パッケージされた又は部分的にパッケージされた装置として製造される、チップ規模の超局所定位システムを開発した。発明者等は、シリコンダイ上に及び／又は装置パッケージ内に製造可能な超局所定位システムのコンポーネント（例えば、質問器及び目標装置）の設計を開発し、安価に大量生産でき及び超局所定位が望ましい実質的に任意のシステムに統合できる超局所定位のチップ規模のコンポーネントの製造を実現した。
上述のように、多くの従来定位技術は、低いＳＮＲに苦しんでおり、その結果、定位技術が動作可能な範囲に限定され、及び／又は少なくとも部分的に、目標までの距離を適切に決定するために十分な信号を構築するために目標に繰り返し質問する必要に起因して、長いリフレッシュ時間（例えば、目標の位置の計算に成功する間の時間間隔）を示し得る。発明者等は、超局所定位の実行可能な範囲を実質的に広げる（つまり、システムが目標装置を超局所定位できる、質問器と目標装置との間の距離を増大させる）、ＳＮＲを向上する技術を開発した。再び図１Ａに示した例示的な超局所定位システム１００を参照すると、質問器装置１０２は、第１ＲＦ信号を送信し、それに応答して１又は複数の目標装置により送信された第２ＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。したがって、質問器装置は、第１ＲＦ信号を送信する送信アンテナ、及び第２ＲＦ信号を受信する受信アンテナを有して良い。質問器の受信アンテナにより検出される、送信のために生成された及び／又は質問器の送信アンテナにより送信される任意のＲＦ信号は、１又は複数の目標装置により送信されているＲＦ信号を検出する受信アンテナの能力を妨げる。例えば、質問器の受信アンテナにより拾われる、送信のために質問器により生成されたＲＦ信号の任意の部分は、ＳＮＲを低下させるノイズ（又は信号対干渉及び雑音比（signal to interference plus noise ratio）であるＳＩＮＲを低下させる干渉）として動作し、目標装置により送信されているＲＦ信号を事実上かき消してしまい、質問器が目標装置の位置を決定可能な範囲を減少させる。
ＳＮＲを増大させるために、発明者等は、送信のために質問器装置により生成される及び／又は送信アンテナにより（又は近くに位置する質問器若しくは目標装置の送信アンテナにより）送信されるＲＦ信号の受信アンテナによる信号検出の量及び／又は影響を低下させる、多数の技術を開発した。上述のように、異なる中心周波数での送信及び受信は、信号の区別を実現するが、送信アンテナと受信アンテナとの間の干渉も低減する。しかしながら、受信アンテナは、依然として、送信された信号、例えば送信アンテナから送信される高調波の検出の影響を受け易いままである。発明者等は、更に、上述のように異なる円偏波での送信及び受信が送信チャネルと受信チャネルとの間の干渉を更に低減することを認識した。発明者等は、更に、受信アンテナ及び／又は送信アンテナの質問器装置の送信／受信回路への差動結合が送信チャネルと受信チャネルとの間の干渉量を低減することを認識した。同様の差動結合は、同じ目的のために目標装置において実施できる。発明者等は、更に、例えば、チップ規模技術を用いて、質問器又は目標装置の基板（例えば、装置パッケージの基板内又は上の１又は複数の層）が周波数選択面を含んで良く、送信アンテナと受信アンテナとの間の干渉を低減する（例えば、高調波結合を低減する）こと、及び／又は基板が、送信アンテナからＲＦ信号を吸収する吸収性コーティングにより製造され又は処理されて干渉を低減し得ることを理解した。これらの技術の１つ又は任意の組み合わせは、干渉を低減し、ＳＮＲを向上するために使用できる。幾つかの実施形態によると、本願明細書に記載のＳＮＲを向上する技術は、約２０〜４０（例えば、３０）メートルの距離まで局所定位を実現する。発明者等は、広範な用途において利用可能なロバスト且つ比較的安価な局所定位システムを提供する多数の技術を開発した。幾つかの実施形態によると、本願明細書に記載の技術を用いる局所定位システムは、実質的に任意の環境においてミリメートル又はミリメートル未満の精度で目標装置の位置を決定可能である。さらに、本願明細書に記載の技術を用いると、目標の位置は、数ミリ秒、１ミリ秒、又はそれ未満で決定でき、素早く移動する目標のリアルタイム追跡を実現する。局所定位コンポーネントのチップ規模の製造を含む、発明者等により開発された技術は、比較的低コスト且つ大量に製造可能であり並びに種々の適用レベルのシステムに便利に統合可能な汎用局所定位システムを実現する。上述及び他の技術は、幾つかの実施形態による例示的な局所定位システムと関連し以下に更に詳述される。
理解されるべきことに、以上に紹介され以下に詳述される技術は、多数の方法のうちの任意の方法で実施されて良く、いかなる特定の実施方法に限定されない。実施の詳細の例は、本願明細書において単に説明目的で提供される。さらに、本願明細書に開示の技術は、個々に又は任意の適切な組み合わせで使用されて良く、本願明細書に記載の技術の態様は、任意の特定の技術又は技術の組み合わせの使用に限定されない。
図１Ｂは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図１Ａに示す説明のためのシステム１００の部分である、説明のための質問器装置１０２及び説明のための目標装置１０４の説明のためのコンポーネントを示す。図１Ｂに示すように、説明のための質問器装置１０２は、波形生成器１１０、送信及び受信回路１１２、送信アンテナ１１４、受信アンテナ１１６、制御回路１１８、及び外部通信モジュール１２０を有する。理解されるべきことに、幾つかの実施形態では、質問器装置は、図１Ｂに図示したコンポーネントに加えて又はその代わりに、１又は複数の他のコンポーネントを含んで良い。同様に、幾つかの実施形態では、目標装置は、図１Ｂに図示したコンポーネントに加えて又はその代わりに、１又は複数の他のコンポーネントを含んで良い。
幾つかの実施形態では、波形生成器１１０は、送信アンテナ１１４を用いて質問器１０２により送信されるべきＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。波形生成器１１０は、任意の適切な種類のＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、波形生成器１１０は、周波数変調ＲＦ信号、振幅変調ＲＦ信号、及び／又は位相変調ＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。変調ＲＦ信号の非限定的な例は、それらのうちの任意の１又は複数は波形生成器１１０により生成されて良く、線形周波数変調信号（「チャープ（chirps）」とも呼ばれる）、非線形周波数変調信号、二位相符号化信号、１又は複数の符号（例えば、Ｂａｒｋｅｒ符号、二位相符号、最小ピークサイドローブ符号、疑似雑音（pseudo−noise：ＰＮ）シーケンス符号、４位相符号、多位相符号、Ｃｏｓｔａｓ符号、Ｗｅｌｔｉ符号、相補的（Ｇｏｌａｙ）符号、Ｈｕｆｆｍａｎ符号、Ｂａｒｋｅｒ符号の変形、Ｄｏｐｐｌｅｒ耐性及び圧縮信号、インパルス波形、雑音波形、及び非線形二位相符号化信号）を用いて変調された信号を含む。波形生成器１１０は、連続波ＲＦ信号又はパルスＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。波形生成器１１０は、任意の適切な期間の（例えば、マイクロ秒、ミリ秒、又は秒の単位で）ＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、波形生成器１１０は、マイクロ波及び／又はミリ波ＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。例えば、波形生成器１１０は、所与の範囲のマイクロ波及び／又はミリメートル周波数（例えば、４〜６ＧＨｚ、５０〜７０ＧＨｚ）の中心周波数を有するＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。理解されるべきことに、特定の中心周波数を有するＲＦ信号は、該特定の中心周波数のみを含むことに限定されない（ＲＦ信号は非ゼロ帯域幅を有して良い）。例えば、波形生成器１１０は、瞬間周波数がより低い周波数（例えば５９ＧＨｚ）からより高い周波数（例えば６１ＧＨｚ）まで変化する、６０ＧＨｚの中心周波数を有するチャープを生成するよう構成されて良い。したがって、生成されたチャープは、６０ＧＨｚの中心周波数、及び２ＧＨｚの帯域幅を有し、その中心周波数以外の周波数を含む。
幾つかの実施形態では、波形生成器１１０は、位相ロックドループを用いてＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。このような構成は、図８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃを参照して本願明細書に記載される。幾つかの実施形態では、波形生成器は、制御回路１１８により及び／又は任意の他の適切な方法で、ＲＦ信号を生成するようトリガされて良い。
幾つかの実施形態では、送信及び受信回路１１２は、波形生成器１１０により生成されたＲＦ信号を送信アンテナ１１４へ提供するよう構成されて良い。さらに、送信及び受信回路１１２は、受信アンテナ１１６により受信されたＲＦ信号を取得し及び処理するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、送信及び受信回路１１２は、（１）目標装置へ送信するために第１ＲＦ信号（例えばＲＦ信号１１１）を送信アンテナ１１４へ供給し、（２）受信アンテナ１１６により受信され且つ送信された第１ＲＦ信号に応答して目標装置により生成された応答第２ＲＦ信号（例えばＲＦ信号１１３）を取得し、（３）（例えば、周波数ミキサを用いて）第１ＲＦ信号の変換バージョンと混合することにより、受信した第２ＲＦ信号を処理する、よう構成されて良い。このような処理、並びに送信及び受信回路１１２の関連する及び他のアーキテクチャは、図８Ａ〜８Ｄ、及び１１Ａ〜１１Ｂの参照を含み本願明細書に記載される。送信及び受信回路１１２は、処理されたＲＦ信号を制御回路１１８に供給するよう構成されて良い。制御回路１１８は、（回路１１２から取得したＲＦ信号の更なる処理の実行を伴い又は伴わず）ＲＦ信号を外部通信モジュール１２０に供給して良い。
幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６の各々は、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに対して直角に配置された第２線形偏波アンテナを有するアンテナ、ＭＥＭＳアンテナ、ダイポールアンテナ、又はＲＦ信号を送信又は受信するよう構成された任意の他の適切な種類のアンテナであって良い。送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６の各々は、指向性又は等方向性（全方向性）であって良い。送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６は、同じ種類又は異なる種類のアンテナであって良い。
幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４は、１つの回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を放射するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、別の回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４は、第１中心周波数を有するＲＦ信号（例えば、目標装置１０４へ送信されるＲＦ信号１１１）を放射するよう構成され、受信アンテナは、第１中心周波数（例えば、その高調波）と異なる第２中心周波数を有するＲＦ信号（例えば、目標装置１０４から受信され且つＲＦ信号１１１の受信に応答して目標装置１０４により生成されたＲＦ信号１１３）を受信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６は物理的に別個のアンテナである。他の実施形態では、しかしながら、質問器１０２は、あるモードでは送信アンテナとして及び別のモードでは受信アンテナとして動作するよう構成されるデュアルモードアンテナを含んで良い。
幾つかの実施形態では、制御回路１１８は、送信アンテナ１１４による送信のためにＲＦ信号を生成するよう、波形生成器１１０をトリガするよう構成されて良い。制御回路１１８は、外部通信インタフェース１２０により受信されたコマンドに応答して、及び／又は制御回路１１８の論理部分に基づき、波形生成器をトリガして良い。
幾つかの実施形態では、制御回路１１８は、送信及び受信回路１１２からＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号を制御部１０６への送信のために外部通信インタフェース１２０へ転送するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、制御回路１１８は、送信及び受信回路１１２から受信したＲＦ信号を処理し、処理したＲＦ信号を外部通信インタフェース１２０へ転送するよう構成されて良い。制御回路１１８は、受信したＲＦ信号に対する多数の処理のうちの任意の処理を実行して良い。これらの処理は、（例えば、ＡＤＣを用いるサンプリングによる）受信ＲＦ信号のアナログからデジタルへの変換、時間ドメイン波形を取得するためのフーリエ変換の実行、時間ドメイン波形からの質問器と目標装置との間の飛行時間の推定、並びに、質問器１０２と質問器１０２が問い合わせた目標装置との間の距離の推定の決定、を含むが、これらに限定されない。制御回路１１８は、任意の適切な方法で実装されて良く、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理回路の組み合わせ、マイクロコントローラ、又はマイクロプロセッサとして実装されて良い。
外部通信モジュール１２０は、任意の適切な種類であって良く、任意の適切な無線プロトコルに従い通信するよう構成されて良い。無線プロトコルは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づく通信プロトコル（例えば、「ＺｉｇＢｅｅ」プロトコル）、及び／又はＩＥＥＥ８０２．１１に基づく通信プロトコル（例えば、「ＷｉＦｉ」プロトコル）を含む。
図１Ｂに示すように、目標装置１０４は、受信アンテナ１２２、信号変換回路１２４、送信アンテナ１２６、制御回路１２８、及び外部通信モジュール１３０を含む。
幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６の各々は、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに対して直角に配置された第２線形偏波アンテナを有するアンテナ、ＭＥＭＳアンテナ、ダイポールアンテナ、又はＲＦ信号を受信又は送信するよう構成された任意の他の適切な種類のアンテナであって良い。受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６の各々は、指向性又は等方向性であって良い。受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６は、同じ種類又は異なる種類のアンテナであって良い。幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６は別個のアンテナであって良い。他の実施形態では、目標装置は、あるモードでは受信アンテナとして及び別のモードでは送信アンテナとして動作するデュアルモードアンテナを含んで良い。
幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２は、１つの回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、送信アンテナ１２６は、別の回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。受信したＲＦ信号は、第１中心周波数（例えば、その高調波）と異なる第２中心周波数を有する変換されたＲＦ信号を取得するために、信号変換回路１２４により変換されて良い。このような処理、並びに送信及び信号変換回路１２４の関連する及び他のアーキテクチャは、図９Ａ〜９Ｈ、１０、１１Ａ〜１１Ｂ及び１２Ａ〜Ｂの参照を含み本願明細書に記載される。第２中心周波数を有する変換されたＲＦ信号は、送信アンテナ１２６により送信されて良い。
幾つかの実施形態では、質問器にある送信及び／又は受信アンテナの各々は、指向性アンテナであって良い。これは、目標装置の位置する空間領域に関する何らかの情報が分かっている適用において（例えば、目標装置が質問器の前に、質問器の左前に、等に、置かれている）有用である場合がある。目標装置が移動オブジェクト（例えば、工業用ロボットの腕、ゲームコントローラ）に取り付けられる場合でも、目標装置が常に質問器に対して中心空間領域内にあるように、したがって該空間領域に焦点を当てるために指向性アンテナを使用することが目標装置により生成される信号に対する質問器の感度を増大するように、目標装置の動きは制約されて良い。また、これは、超局所定位システムが高精度で動作できる、質問器と目標装置との間の距離を増大する。しかしながら、幾つかの実施形態では、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されないので、質問器にあるアンテナは等方向性（全方向性）であって良いことが理解されるべきである。
幾つかの実施形態では、目標装置にある送信及び／又は受信アンテナの各々は等方向性であって良く、したがって、目標装置は、ＲＦ信号を目標装置に対して任意の位置に置かれた質問器から受信し及び／又はそれに供給するよう構成され得る。これは、超局所定位の幾つかの適用において、目標装置が移動中である場合があり、１又は複数の質問器に対するその相対方向が予め分からない場合があるので、有利である。しかしながら、幾つかの実施形態では、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されないので、目標装置にあるアンテナは指向性（非等方向性）であって良いことが理解されるべきである。
幾つかの実施形態では、制御回路１２８は、外部通信インタフェース１３０を介して受信されたコマンドに応答して、目標装置１０４をオンに又は（例えば、信号変換回路の中の１又は複数のコンポーネントの電源をオフにすることにより）オフに切り換えるよう構成されて良い。制御回路１２８は、任意の適切な方法で実装されて良く、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理回路の組み合わせ、マイクロコントローラ、又はマイクロプロセッサとして実装されて良い。外部通信モジュール１３０は、外部通信モジュール１２０を参照して本願明細書に記載された種類のうちの任意の種類を含む任意の適切な種類であって良い。
図１Ａを参照して上述したように、目標装置の位置を決定するために、複数の質問器装置が利用されて良い。幾つかの実施形態では、質問器装置の各々は、目標装置へＲＦ信号を送信し、目標装置から応答ＲＦ信号を受信し（応答信号は、送信された信号と異なる偏波及び／又は異なる中心周波数を有して良い）、及び送信したＲＦ信号を受信ＲＦ信号と一緒に処理して、質問器装置と目標装置との間の距離を示すＲＦ信号を取得するよう構成されて良い。質問器装置と目標装置との間の距離を示すＲＦ信号は、目標装置と質問器の各々との間の距離の推定を得るために（例えば、質問器又は別のプロセッサにより）処理されて良い。また、推定した距離は、３Ｄ空間における目標装置の位置を決定するために使用されて良い。
図１５Ａは、本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、少なくとも２つの質問器装置により行われる測定を用いて、目標装置の位置を決定する説明のための処理１５００のフローチャートである。処理１５００は、本願明細書に記載の任意の適切な定位システム、例えば図１Ａを参照して記載されたシステム１００又は図２を参照して記載されたシステム２００により実行されて良い。
処理１５０２は、動作１５０２から開始し、ここで、第１質問器装置は、第１中心周波数を有する第１ＲＦ信号を目標装置へ送信する。例えば、システム１００の質問器装置１０２は、ＲＦ信号１０３ａを目標装置１０４へ送信して良い。ＲＦ信号は、任意の適切な種類であって良く、例えば、線形周波数変調ＲＦ信号、又は本願に記載の信号種類のうちの任意のものを含む任意の他の適切な種類のＲＦ信号であって良い。動作１５０２で送信された第１ＲＦ信号は、任意の適切な中心周波数を有して良い。例えば、中心周波数は、５０〜７０ＧＨｚの範囲（例えば６０ＧＨｚ）の任意の周波数、又は４〜６ＧＨｚの範囲（例えば５ＧＨｚ）の任意の周波数であって良い。動作１５０２で送信された第１ＲＦ信号は、時計回り又は反時計回り方向に円偏波されて良い。円偏波は、図４Ａ及び４Ｂの参照を含み本願明細書に更に記載される。
動作１５０４で、動作１５０２でＲＦ信号を目標装置へ送信した第１質問器装置は、目標装置から応答第２ＲＦ信号を受信して良い。例えば、システム１００の質問器装置１０２は、第２ＲＦ信号１０５ａを目標装置１０４から受信して良い。応答第２ＲＦ信号は、送信した第１ＲＦ信号の変換されたバージョンであって良い。目標装置は、本願明細書に記載の技術のうちの任意のものに従い、送信されたＲＦ信号を受信し及び変換することにより、応答ＲＦ信号を生成して良い。
幾つかの実施形態では、動作１５０４で受信された応答第２ＲＦ信号の周波数コンテンツは、動作１５０２で送信された送信ＲＦ信号の周波数コンテンツと異なって良い。例えば、送信ＲＦ信号が第１中心周波数を有するとき、応答ＲＦ信号は第１中心周波数と異なる第２中心周波数を有して良い。例えば、第２中心周波数は、第１中心周波数の高調波であって良い（例えば、第２中心周波数は、第１中心周波数の２倍のような整数倍であって良い）。一例として、送信第１ＲＦ信号の中心周波数が６０ＧＨｚならば、応答第２ＲＦ信号の中心周波数は、１２０ＧＨｚ、１８０ＧＨｚ、又は２４０ＧＨｚであって良い。幾つかの実施形態では、応答第２ＲＦ信号の偏波は、送信第１ＲＦ信号の偏波と異なって良い。例えば、送信第１ＲＦ信号が時計回り方向に円偏波されるとき、受信第２ＲＦ信号は反時計回り方向に円偏波されて良い。代替として、送信第１ＲＦ信号が反時計回り方向に円偏波されるとき、受信第２ＲＦ信号は時計回り方向に円偏波されて良い。
動作１５０６で、第１質問器と目標装置との間の距離の推定は、動作１５０２で送信された第１ＲＦ信号及び動作１５０４で受信された第２ＲＦ信号を用いて決定されて良い。これは、任意の適切な方法で行われて良い。例えば、幾つかの実施形態では、第１及び第２ＲＦ信号は、（例えば、第１質問器装置に搭載された周波数ミキサを用いて）混合されて、混合ＲＦ信号を取得して良い。混合ＲＦ信号は、飛行時間、したがって第１質問器と目標装置との間の距離を示して良い。混合ＲＦ信号は（例えばＡＤＣを用いて）サンプリングされ、時間ドメイン波形を得るためにフーリエ変換（例えば、逆離散フーリエ変換）がサンプルに適用されて良い。時間ドメイン波形は、第１質問器と目標装置との間のＲＦ信号の飛行時間を識別するために処理されて良い。幾つかの実施形態では、時間ドメイン波形は、目標装置により生成された応答ＲＦ信号が質問器により検出される第１時間を識別することにより、飛行時間を識別するために処理されて良い。これは、任意の適切な方法で行われて良い。例えば、時間ドメイン波形は、複数の別個の「ピーク」（例えば、複数のガウスのようなバンプであって、それぞれがノイズフロアより上にある個々のピークを有する）を有して良く、このようなピークの第１ピークの位置は、目標により生成された応答ＲＦ信号が質問器により検出された第１時間を示して良い。この第１時間は、質問器と目標装置との間の飛行時間の推定を表す。また、質問器と目標装置との間の飛行時間の推定は、質問器と目標装置との間の距離の推定に変換されて良い。
したがって、幾つかの実施形態では、（１）質問器はＲＦ信号を目標装置へ送信し、目標装置から応答ＲＦ信号を受信して良い、（２）送信ＲＦ信号の１つのバージョンは、混合ＲＦ信号を得るために、受信ＲＦ信号と混合されて良い、（３）混合ＲＦ信号は、サンプル信号を得るためにＡＤＣを用いてサンプリングされて良い、（４）サンプル信号は、時間ドメイン波形を得るために、逆離散フーリエ変換により変換されて良い（注１：受信ＲＦ信号を送信ＲＦ信号のあるバージョンと混合するステップ、及び後にフーリエ変換を適用するステップは、パルス圧縮処理を行うステップを構成する。したがって、これらのステップを実行する装置は、パルス圧縮を実行すると言われる）、（５）時間ドメイン波形は、質問器と目標装置との間の飛行時間を識別するために処理されて良い、（６）飛行時間は、質問器と目標装置との間の距離の推定に変換されて良い。
理解されるべきことに、これらの動作１〜６の全ては単一の装置（例えば、質問器）において実行されて良いが、これは、本願明細書に記載の技術の態様の限定ではない。例えば、幾つかの実施形態では、質問器はＡＤＣを含まなくて良く、ステップ３〜６は質問器の外部にある１又は複数の装置により実行されて良い。質問器がＡＤＣを含む実施形態でも、動作４〜６は、質問器の外部にある１又は複数の装置（例えば、プロセッサ）により実行されて良い。
動作１５０８で、第２質問器装置（第１質問器装置と異なる）は、第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を目標装置（目標装置へ第１ＲＦ信号が送信された且つ目標装置から第２ＲＦ信号が受信された目標装置と同じ目標装置）へ送信する。第３ＲＦ信号は、任意の適切な種類であって良く、例えば、線形周波数変調ＲＦ信号、又は本願に記載の信号種類のうちの任意のものを含む任意の他の適切な種類のＲＦ信号であって良い。第３ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号と同じ中心周波数を有して良く、第１ＲＦ信号と同じ方向に円偏波されて良い。
動作１５１０で、動作１５０８で第３ＲＦ信号を目標装置へ送信した第２質問器装置は、目標装置から応答第４ＲＦ信号を受信して良い。応答第４ＲＦ信号は、送信した第３ＲＦ信号の変換されたバージョンであって良い。目標装置は、本願明細書に記載の技術のうちの任意のものに従い、送信第３ＲＦ信号を受信し及び変換することにより、応答第４ＲＦ信号を生成して良い。幾つかの実施形態では、動作１５１０で受信された応答第４ＲＦ信号の周波数コンテンツは、動作１５０８で送信された送信第３ＲＦ信号の周波数コンテンツと異なって良い。例えば、送信第３ＲＦ信号が第１中心周波数（例えば、第１ＲＦ信号と同じ中心周波数）を有するとき、応答第４ＲＦ信号は、第１中心周波数と異なり且つその高調波である第２中心周波数（例えば、第２ＲＦ信号と同じ中心周波数）を有して良い。幾つかの実施形態では、応答第４ＲＦ信号の偏波は、送信第３ＲＦ信号の偏波と異なって良い。例えば、送信第３ＲＦ信号が時計回り方向に円偏波されるとき、受信第４ＲＦ信号は反時計回り方向に円偏波されて良い。
動作１５１２で、第２質問器と目標装置との間の距離の推定は、動作１５０８で送信された第３ＲＦ信号及び動作１５１０で受信された第４ＲＦ信号を用いて決定されて良い。これは、動作１５０６を参照して上述した方法のうち任意の適切な方法で行われて良い。
動作１５１４で、目標装置の位置は、動作１５０６で得た第１質問器と目標装置との間の距離、動作１５１２で得た第２質問器と目標装置との間の距離、及び第１及び第２質問器の既知の位置を用いて決定されて良い。この決定は任意の方法で行われて良く、例えば幾何学法、最小二乗法及び／又は、米国特許出願番号第１５/１８１,９３０号、名称「High−Precision Time of Flight Measurement Systems」、２０１６年６月１４日出願；米国特許出願番号第１５/１８１,９５６号、名称「High Precision Motion Tracking with Time of Flight Measurement Systems」、２０１６年６月１４日出願；米国特許出願番号第１５/１８１,９７８号、名称「High Precision Subsurface Imaging and Location Mapping with Time of Flight Measurement Systems」、２０１６年６月１４日出願；米国特許番号第１５/１８１,９９９号、名称「High−Precision Time of Flight Measurement System for Industrial Automation」、２０１６年６月１４日出願；に記載される方法のうちの任意の方法で行われて良く、これらの出願の各々は参照により全体が本願明細書に組み込まれる。
理解されるべきことに、処理１５００は説明のためであり、変形が存在する。例えば、幾つかの実施形態では、２個より多くの質問器が、単一の目標装置に問い合わせるために使用されて良い。このような実施形態では、目標装置と３以上の質問器の各々との間の距離の推定は、目標装置の２Ｄ位置を得るために（例えば、３Ｄ目標装置を含む２Ｄ平面を指定するために）使用されて良い。少なくとも３個の質問器装置と目標装置との間の距離が利用可能なとき、目標装置の３Ｄ位置が決定できる。
図２は、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、ＲＦ定位技術を実施するために使用され得る説明のためのシステム２００を示す。説明のためのシステム２００は、製品２０２の部分である複数の質問器を有する。質問器は、目標装置２２５のうちの１又は複数までの距離の推定を取得するために使用されて良い。また、これらの距離の推定は（例えば、ＰＣＢ２０４上の質問器の互いに対する既知の位置と一緒に）、目標装置２２５の位置を推定するために使用されて良い。
図２に示すように、製品２０２はプリント回路基板２０４を有する。質問器２１４を有するマスタ質問器モジュール２０６は、「スレーブ」質問器と呼ばれ得る質問器２１６、２１８、及び２２０と一緒に、ＰＣＢ２０４上に配置される。マスタ質問器モジュール２０６は、タイミング回路２０８、制御回路２１０、及び通信回路２１２を更に有する。
製品２０２は、１又は複数の質問器装置の搭載され得る回路基板を有する任意の製品（例えば、任意の消費者又は市販用製品）であって良い。回路基板は、剛体又は柔軟であって良い。例えば、製品２０２はコンピュータ（例えば、デスクトップ、ラップトップ、タブレット、パーソナルデジタルアシスタント、等）であって良く、ＰＣＢ２０４はコンピュータ内のマザーボードであって良い。別の例として、製品２０２はスマートフォンであって良く、ＰＣＢ２０４はスマートフォン内の剛体基板又はフレックス回路であって良い。別の例として、製品２０２はカメラ（例えば、ビデオカメラ、静止画を撮るカメラ、デジタルカメラ、等）であって良く、ＰＣＢ２０４はカメラ内の回路基板であって良い。別の例として、製品２０２はゲームシステムであって良く、ＰＣＢ２０４はゲームシステム内の回路基板であって良い。別の例として、ＰＣＢ２０４は、可撓性回路リボンであって、その上に配置された１又は複数の質問器を有する可撓性回路リボンを有して良い。該リボンは、製品２０２内にあり、製品２０２の側面に（例えば、ゲームシステムの側面に）固定され、又は製品２０２の近くに固定されて（例えば、製品をある部屋の中の壁に固定されて）良い。
４個の質問器が製品２０２の部分として示されるが、他の実施形態では、任意の他の適切な数の（例えば、１、２、３、５、６、７、８、９、１０個、等の）質問器が使用されて良い。本願明細書に記載の技術の態様は、これに関して限定されない。各質問器２１４、２１６、２１８及び２２０は、本願明細書に記載された任意の適切な種類であって良い。幾つかの実施形態では、質問器２１４、２１６、２１８及び２２０は、同じ種類の質問器であって良い。他の実施形態では、これらの質問器のうちの少なくとも２個は異なる種類であって良い。例えば、幾つかの実施形態では、質問器２１４は、ＲＦ信号を目標装置２２５へ送信し、ＲＦ信号を目標装置から受信するよう構成されて良い。一方で、質問器２１６、２１８及び２２０は、ＲＦ信号を目標装置２２５から受信するよう構成されるが、ＲＦ信号を目標装置２２５へ送信する能力のない、受信専用質問器であって良い（例えば、これらの質問器は送信アンテナ及び／又は送信アンテナにより送信するためにＲＦ信号を生成する送信回路を有しなくて良い）。目標装置２２５の各々は本願明細書に記載の任意の適切な種類であって良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されないことが理解されるべきである。
幾つかの実施形態では、マスタ質問器モジュール２０６は、質問器２１４、２１６、２１８及び２２０の及び／又は目標装置２２５の動作を管理するよう構成されて良い。モジュール２０６は、質問器２１４、２１６、２１８及び２２０の各々がＲＦ信号を目標装置２２５のうちの１又は複数へ送信すべきときを（例えば、製品ＰＣＢ２０４上のワイヤを介して及び／又は無線で）制御することにより、これらの質問器の各々を管理し、目標装置２２５からＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。さらに、モジュール２０６は、目標装置２２５のうちのどれがオンであり、目標装置２２５のうちのどれがオフであるかを（例えば、通信回路２１２により維持される１又は複数の無線リンクを用いて）制御するよう構成されて良い。このように、マスタ質問器モジュール２０６は、問い合わせされるべき特定の目標装置２２５を選択し、特定の目標装置２２５が問い合わせられるべきときを決定し、及び／又はＰＣＢ２０４に搭載された質問器のうちのどれが目標装置２２５に問い合わせるために使用されるべきかを決定して良い。
幾つかの実施形態では、マスタ質問器モジュール２０６は、質問器を１つずつ動作させる順序を指定するスケジュールに従い動作するよう、質問器２１４、２１６、２１８及び２２０を制御して良い。例えば、マスタ質問器モジュール２０６は、ラウンドロビンスケジュールに従い動作するよう、質問器を制御してよい。これにより、マスタ質問器は、ＲＦ信号を目標装置（又は複数の目標装置）へ送信し及び応答ＲＦ信号波形を１つずつ受信するようＰＣＢ２０４に搭載された質問器の各々を制御する。一例として、マスタ質問器モジュール２０６は、（１）特定の目標装置２２５をオンにするために、該特定の目標装置２２５と無線通信し、（２）ＲＦ信号（例えば、線形周波数変調されたチャープ）を特定の目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を特定の目標装置から受信するよう質問器２１４をトリガし、（３）質問器２１４が送信を完了した後に、ＲＦ信号を特定の目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を特定の目標装置から受信するよう質問器２１６をトリガし、（４）質問器２１６が送信を完了した後に、ＲＦ信号を特定の目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を特定の目標装置から受信するよう質問器２１８をトリガし、（５）質問器２１８が送信を完了した後に、ＲＦ信号を目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を目標装置から受信するよう質問器２２０をトリガして良い。ラウンドロビンスケジュールに従い動作するとき、質問器の各々が１ｍｓのチャープを送信する場合、これは、全部で４個の質問器を用いてデータを収集するために４ｍｓを要する。
幾つかの実施形態では、マスタ質問器モジュール２０６は、時差（staggered）トリガスケジュールに従い動作するよう、質問器２１４、２１６、２１８及び２２０を制御して良い。この方法で動作するとき、送信開始時間がずらされるので、質問器は、送信を同時に開始しない。しかしながら、質問器は、ラウンドロビンスケジュールの場合には、１つずつではなく同時に送信する。一例として、マスタ質問器モジュール２０６は、（１）特定の目標装置２２５をオンにするために、該特定の目標装置２２５と無線通信し、（２）ＲＦ信号（例えば、線形周波数変調されたチャープ）を特定の目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を特定の目標装置から受信するよう質問器２１４をトリガし、（３）質問器２１４が送信を開始しており且つ完了する前に、ＲＦ信号を特定の目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を特定の目標装置から受信するよう質問器２１６をトリガし、（４）質問器２１６が開始しており且つ完了する前に、ＲＦ信号を特定の目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を特定の目標装置から受信するよう質問器２１８をトリガし、（５）質問器２１８が送信を開始しており且つ完了する前に、ＲＦ信号を目標装置へ送信し及び応答ＲＦ信号を目標装置から受信するよう質問器２２０をトリガして良い。例えば、各質問器が１ｍｓのチャープを送信し、送信時間が１０μｓ（又は例えば１〜２００μｓの中の任意の他の値）だけずらされるとき、４個全部の質問器は、それら個々の送信を１．０４ｍｓ後に完了する。これは、ラウンドロビンの実装で送信のために必要な４ｍｓより実質的に速い。
幾つかの実施形態では、質問器のうちの１つだけ（例えば、モジュール２０６にある質問器２１４）が、ＲＦ信号を目標装置へ送信することにより、該目標装置に問い合わせて良く、一方で、全部の質問器装置（送信中の質問器を含む）は、送信中の質問器からのＲＦ信号を受信することに応答して目標装置により生成されたＲＦ信号を受信することにより、「リッスン」して良い。質問器の各々が、目標装置から受信したＲＦ信号を送信中の質問器により送信されたＲＦ信号に関連付けることができるように、マスタ質問器モジュール２０６は、位相コヒーレント方法で動作するよう質問器２１４、２１６、２１８、及び２２０を制御して良い。幾つかの実施形態では、質問器の間の位相コヒーレンスは、質問器の各々に共通基準信号（例えば、クロック、基準発振器により生成された固定周波数信号、又は直接にデジタル方式で合成された基準信号）を提供することにより達成できる。複数の質問器を位相コヒーレント方法で動作させる態様は、図１４Ａ〜Ｄ及び１７の参照を含み本願明細書に更に記載される。複数の送信機の位相コヒーレント動作は、測定値を取得するために（上述のラウンドロビン又は時差開始方式と比べて）最速時間をもたらすことができる。例えば、送信中の質問器が１ｍｓのチャープを送信すると、４個全部の質問器は、１ｍｓ以内に応答ＲＦ信号を受信して良い。
幾つかの実施形態では、タイミング回路２０８は、システム２００の１又は複数のコンポーネントにクロック基準を供給するよう構成されて良い。例えば、タイミング回路２０８は、制御回路２１０（後述する、マイクロプロセッサであって良い）にクロック基準を供給するよう構成されて良い。別の例として、タイミング回路２０８は、質問器２１４に（例えば、質問器２１４の位相ロックドループに）クロック基準を供給するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、タイミング回路２０８は、水晶発振器（例えば、温度制御水晶発振器）を有して良い。
幾つかの実施形態では、制御回路２１０は、本願明細書に記載の方式のうちの任意の方式に従い質問器２１４、２１６、２１８及び２２０の動作を管理するよう構成されて良い。例えば、制御回路２１０は、ラウンドロビンスケジュール、時差開始スケジュール、又は位相コヒーレント方法に従い動作するよう、質問器２１４、２１６、２１８及び２２０を管理するよう構成されて良い。質問器が互いに位相コヒーレントに動作する実施形態では、制御回路２１０は、共通基準信号（例えば、クロック、基準発振器により生成された固定周波数信号、又は直接にデジタル方式で合成された基準信号）を生成するよう構成されて良い。この基準信号は、次に、ＰＣＢ２０４上の１又は複数のワイヤを介して質問器に供給されて良い。追加で、制御回路２１０は、通信回路２１２を用いて、（例えば、特定の時間に、どの目標装置がオン又はオフであるかを制御することにより）目標装置２２５を制御するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、ＰＣＢ２０４に搭載された質問器の各々は、質問器と目標装置との間の距離を示す個々の情報を取得し、目標装置の位置の決定を促進するために、該情報を制御回路２１０に供給して良い。質問器により取得され得るこのような情報の非限定的な例は、アナログ混合ＲＦ信号（目標装置を問い合わせるために使用されるＲＦ信号のバージョンを目標装置により送信された応答ＲＦ信号と混合することにより得られる）、アナログ混合ＲＦ信号のサンプルバージョン、アナログ混合信号のサンプルバージョンに変換（例えば、逆離散フーリエ変換）を適用することにより得られる時間ドメイン波形、質問器と目標装置との間の飛行時間の推定（例えば、時間ドメイン波形から得られる）、又は質問器と目標装置との間の距離の推定、を含む。制御回路２１０は、（１）質問器の各々と目標装置との間の距離の推定を得るために（このような推定が個々の質問器自体により未だ提供されていないという点で）、（２）距離推定に基づき目標装置の位置（例えば、３Ｄ座標の位置）を決定するために、質問器の各々からこのような情報を取得し、得られた情報を処理して良い。
制御回路２１０は、任意の適切な方法で、ＰＣＢ２０４に搭載された質問器から、上述の情報のうちの任意の情報を取得して良い。例えば、幾つかの実施形態では、情報は、低帯域幅アナログ信号を用いて（例えば、シングルエンドアナログ線、シールド線、又は異なる線ペアを用いて）ＰＣＢ２０４に渡り送信されて良い。別の例として、幾つかの実施形態では、情報は、（例えば、質問器が内蔵アナログ−デジタル変換器を有するとき）デジタル線を用いてＰＣＢ２０４に渡り送信されて良い。幾つかの実施形態では、質問器の各々は、ダブルバッファ・ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含んで良い。質問器が自身の次の波形を取得している間に、質問器にあるダブルバッファＲＡＭは（制御回路２１０にデータを供給するために）読み出されて良い。このように、ダブルバッファＲＡＭの使用は、システム２００が高いレートで動作することを可能にし得る。制御回路２１０は、任意の適切な方法で実装されて良く、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理回路の組み合わせ、マイクロコントローラ、又はマイクロプロセッサとして実装されて良い。
幾つかの実施形態では、制御回路２１０により実行される処理の幾つかは、ＰＣＢ２０４に搭載された別のプロセッサで代わりに実行されて良い。例えば、製品２０２は、マイクロプロセッサを含んで良く（例えば、スマートフォン、ゲームシステム、ラップトップは、それぞれマイクロプロセッサを含んで良い）、このマイクロプロセッサは、この同じ処理を制御回路２１０により実行させる代わりに、目標装置の位置の決定を促進する何らかの処理を実行するために使用されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、製品２０２に搭載されたマイクロプロセッサは、目標装置２２５と質問器２１４、２１６、２１８及び２２０の各々との間の距離を処理して、目標装置２２５の位置の推定を得て良い。製品２０２に搭載されたマイクロプロセッサは、目標装置の位置の決定を促進する際に任意の他の処理を実行するよう構成されて良いことが理解されるべきであるが、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。
上述のように、発明者等は、質問器装置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の高調波結合が該質問器装置の性能を低下させる場合があることを理解した。幾つかの実施形態では、例えば、質問器は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を目標装置へ送信し、第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有するＲＦ信号を目標装置から受信するよう構成されて良い。第１中心周波数を有するＲＦ信号を生成しながら、質問器は、信号生成及び送信チェーンの中の非線形回路コンポーネント（例えば、増幅器、周波数逓倍器）のために、第２中心周波数を有する邪魔なＲＦ信号も生成し得る。これらの邪魔なＲＦ信号は質問器の受信アンテナにより検出され（これが生じるとき、送信及び受信アンテナは高調波結合されると言われることがある）、目標装置により送信されたＲＦ信号を検出する質問器の受信アンテナの能力が妨害されることがある。結果として、目標装置が物理的に質問器の近く（例えば、３メートル以内）になければ、質問器は、目標装置により放射されたＲＦ信号を検出不能になることがある。結果として、高調波結合を低減することが、より遠い距離（例えば、２０〜４０メートル）にある目標装置からのＲＦ信号を検出することを助けることがある。目標装置の送信及び受信アンテナにおける高調波結合を低減することは、システム全体の性能も向上し得る。
発明者等により開発された、質問器装置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の高調波結合を低減する技術のうちの１つは、質問器装置にある送信及び／又は受信回路を差別化するために、送信及び受信アンテナの一方又は両方に差動給電することを含む。例えば、図３は、送信アンテナ１１４が、送信線１５２ａ及び１５２ｂを介して、送信及び受信回路１１２に差動結合される、質問器装置１０２に説明のための実施形態を示す。さらに、受信アンテナ１１６は、送信線１５４ａ及び１５４ｂを介して送信及び受信回路１１２に差動結合される。図３の実施形態では、両方のアンテナが送信及び受信回路１１２に差動結合されるが、他の実施形態では、２つのアンテナのうちの一方のみ（送信アンテナ又は受信アンテナのいずれか）が、送信及び受信回路に結合されて良い。同様に、目標装置が送信及び受信アンテナを有する実施形態では、送信アンテナ及び受信アンテナのうちの一方又は両方が、目標装置にある回路に差動結合されて良い。
幾つかの実施形態では、質問器の受信アンテナは、質問器の送信アンテナにより送信されるＲＦ信号の中心周波数の偶数次高調波（例えば、送信ＲＦ信号の中心周波数の２倍、送信ＲＦ信号の中心周波数の４倍、等）である中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。
発明者等は、受信アンテナからの差動送信線を使用して差動受信回路に供給することが、送信機からの任意の共通モード干渉を減衰させることも認識した。発明者等は、差動送信線（例えば、線１５２ａ及び１５２ｂ）に合わせて差動増幅器を用いて送信アンテナ（例えば、アンテナ１１２）にＲＦ信号を供給することが、ＲＦ信号内に存在する偶数次高調波をキャンセルさせ、それにより、質問器上で生成され且つ偶数次高調波にある周波数を有するＲＦ信号の質問器の受信アンテナ（例えば、アンテナ１１４）による検出を低減し又は除去することも認識した。この干渉の低減は、質問器の受信アンテナが目標装置により送信されたＲＦ信号を検出可能な距離を増大する。
説明のための例として、幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４は、６１．２５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、１２２．５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。送信アンテナ１１４に差動シグナリングすることにより（つまり、送信及び受信回路１１２から送信アンテナ１１４に差動送信線１５２ａ及び１５２ｂを介してＲＦ信号を供給することにより）、質問器により生成された且つ１２２．５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号の量は削減され又は除去されて、それにより、受信アンテナ１１６によりこのような信号の検出を低減又は除去する。
さらに、送信アンテナ１１４及び／又は受信アンテナ１１６に差動シグナリングすることは、差動送信線が使用されるとき少なくとも部分的に又は全部をキャンセルできる外部ノイズ源及び／又は共通モード信号に対するアンテナの感度を低減する。したがって、幾つかの実施形態では、質問器にある少なくとも１つの（例えば、全部の）アンテナが、質問器にある他の回路（例えば、搭載された半導体ダイに統合された回路）と差動結合されて良い。同様に、幾つかの実施形態では、目標装置にある少なくとも１つの（例えば、全部の）アンテナが、目標装置にある他の回路（例えば、搭載された半導体ダイに統合された回路）と差動結合されて良い。
送信アンテナと受信アンテナとの間の高調波結合の量を低減する、発明者等により開発された別の技術は、互いに異なる方法で偏波される送信アンテナ及び受信アンテナを使用することを含む。高調波結合を低減することに加えて、送信アンテナ及び／又は受信アンテナが偏波される方法は、受信ＲＦ信号上のバックグラウンドクラッタの影響に対して使用されて良い。したがって、幾つかの実施形態では、質問器の送信アンテナは、第１種類の偏波を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、質問器の受信アンテナは、第１種類の偏波と異なる第２種類の偏波を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。このような実施形態では、目標装置は、質問器から、第１種類の偏波を有するＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、第２種類の偏波を有するＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナと、を含んで良い。
例えば、幾つかの実施形態では、質問器にある送信アンテナは、目標装置へ、第１回転方向で円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、質問器にある受信アンテナは、目標装置から、第１回転方向と異なる第２回転方向で円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。相補的に、目標装置にある受信アンテナは、質問器から、第１回転方向で円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、目標装置にある送信アンテナは、第２回転方向で円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。
円偏波されたＲＦ信号は、電界がそれぞれの信号源から回転する方向に依存して、右回り円偏波（right−handed circular polarization：ＲＨＣＰ）又は左回り円偏波（left−handed circular polarization：ＬＨＣＰ）を有するとして言及されることがある（注２：信号源からではなく、目標のそれぞれから右及び左回りを定義することも可能であるが、ここではこの在来技法を採用しない）。したがって、円偏波ＲＦ信号は、信号源から離れるように円偏波信号が伝搬する方向と同じ方向に右親指を指すと、電界が右手の丸めた指の方向に回転するとき、右回り円偏波を有する。右回り円偏波は、「時計回り」円偏波としても参照されて良い。右回り円偏波は、図４Ｂに示される。図４Ｂは、電界の方向がＲＨＣＰを有する電磁信号の伝搬方向に沿ってどのように回転するかを示す（信号源は、図示した３本の軸が交差する原点にあると考えられる）。他方で、円偏波ＲＦ信号は、信号源から離れるように円偏波信号が伝搬する方向と同じ方向に左親指を指すと、電界が左手の丸めた指の方向に回転するとき、左回り円偏波を有する。左回り円偏波は、「反時計回り」円偏波としても参照されて良い。左回り円偏波は、図４Ａに示される。図４Ａは、電界の方向がＬＨＣＰを有する電磁信号の伝搬方向に沿ってどのように回転するかを示す。以上から理解できるように、右回り（又は時計回り）円偏波を有するＲＦ信号、及び左回り（又は反時計回り）円偏波を有するＲＦ信号は、異なる及び反対の方向に円偏波される。
上述の例を続けると、幾つかの実施形態では、質問器装置の送信アンテナは、目標装置へ、右回り円偏波を有するＲＦ信号（以後、「ＲＨＣＰ」ＲＦ信号）を送信するよう構成されて良く、質問器の受信アンテナは、目標装置から、左回り円偏波を有するＲＦ信号（以後、「ＬＨＣＰ」ＲＦ信号）を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。相補的に、目標装置の受信アンテナは、質問器装置から、ＲＨＣＰ ＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、目標装置の送信アンテナは、ＬＨＣＰ ＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。他の実施形態では、構成は逆にされて良く、したがって、質問器装置の送信アンテナが目標装置へＬＨＣＰ ＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、質問器装置の受信アンテナが目標装置からＲＨＣＰ ＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。相補的に、目標装置の受信アンテナは、質問器装置から、ＬＨＣＰ ＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、目標装置の送信アンテナは、ＲＨＣＰ ＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。
図１６は、本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、ある回転方向で円偏波されたＲＦ信号を少なくとも１つの目標装置へ送信し、及び別の回転方向で円偏波されたＲＦ信号を該少なくとも１つの目標装置から受信するよう構成される質問器装置を用いて距離測定を行う説明のための処理１６００のフローチャートである。処理１６００は、異なる偏波を有するＲＦ信号を送信し及び受信するよう構成される送信アンテナ及び受信アンテナを有する本願明細書に記載された任意の適切な種類の質問器装置、及び異なる偏波を有するＲＦ信号を受信し及び送信するよう構成された送信アンテナ及び受信アンテナを有する本願明細書に記載された任意の適切な種類の目標装置により実行されて良い。
処理１６００は、動作１６０２で開始し、質問器装置にある送信アンテナは、目標装置へ、第１回転方向で円偏波された第１ＲＦ信号を送信する。幾つかの実施形態では、第１ＲＦ信号は、（時計回り円偏波を有する）ＲＨＣＰ ＲＦ信号であって良い。他の実施形態では、しかしながら、第１ＲＦ信号は、（反時計回り円偏波を有する）ＬＨＣＰ ＲＦ信号であって良い。
質問器の送信アンテナは、円偏波信号を送信するよう構成される任意の適切な種類のアンテナであって良い。送信アンテナは、指向性又は等方向性であって良い。幾つかの実施形態では、送信アンテナは、基板上に製造された円偏波アンテナであって良い。例えば、円偏波アンテナは、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに直角に配置された第２線形偏波アンテナを有するアンテナ、であって良い。
次に、処理１６００は、動作１６０４に進み、目標装置にある受信アンテナは、質問器から、第１回転方向に円偏波された第２ＲＦ信号を受信する。動作１６０４で目標装置により受信された第２ＲＦ信号は、動作１６０２で質問器により送信された第１ＲＦ信号に対応して良い（例えば、第１ＲＦ信号の受信バージョンであって良い）。例えば、動作１６０２で質問器の送信アンテナが第１ＲＨＣＰ ＲＦ信号を送信すると、動作１６０４で目標装置の受信アンテナは、第１ＲＨＣＰ信号に対応する第２ＲＨＣＰ ＲＦ信号を受信して良い。別の例として、動作１６０２で質問器の送信アンテナが第１ＬＨＣＰ ＲＦ信号を送信すると、動作１６０４で目標装置の受信アンテナは、第１ＬＨＣＰ信号に対応する第２ＬＨＣＰ ＲＦ信号を受信して良い。第１及び第２ＲＦ信号は同じであって良いが、それらは、少なくとも第１ＲＦ信号が質問器から目標装置へ伝搬するとき第１ＲＦ信号が変更され得るので、同じである必要はない（例えば、ＲＦ信号の振幅、位相及び／又は周波数が変更されて良い）。
目標装置の受信アンテナは、円偏波信号を受信するよう構成される任意の適切な種類のアンテナであって良い。該アンテナは指向性又は等方向性であって良い。幾つかの実施形態では、受信アンテナは、基板上に製造された円偏波アンテナ（例えば、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに直角に配置された第２線形偏波アンテナ）であって良い。
次に、処理１６００は、動作１６０６に進み、目標装置にある送信アンテナは、質問器へ、第１回転方向と異なる（例えば、反対の）第２回転方向に円偏波された第３ＲＦ信号を送信する。例えば、目標装置の受信アンテナがＲＨＣＰ ＲＦ信号を受信するよう構成されるとき、目標装置の送信アンテナはＬＨＣＰ ＲＦ信号を送信するよう構成され、逆も同様である。
幾つかの実施形態では、目標装置は、第２ＲＦ信号に基づき第３ＲＦ信号を生成して良い。例えば、動作１６０４で第１回転方向（例えば、時計回り方向）に偏波された第２ＲＦ信号を受信した後に、目標装置は、（例えば、第２ＲＦ信号を１又は複数の増幅器、１又は複数の周波数逓倍器を通じて処理し、第２ＲＦ信号を１又は複数の他のＲＦ信号と混合し、及び／又は任意の目標装置に関して本願に記載した任意の処理を実行することにより）第２ＲＦ信号を処理し、該処理した第２ＲＦ信号を、第２回転方向（例えば、反時計回り方向）に偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成された送信アンテナに供給して良い。このように、目標装置の送信アンテナは、処理された第２ＲＦ信号により駆動されて、第２回転方向に偏波された第３ＲＦ信号を送信する。
目標装置の送信アンテナは、円偏波信号を送信するよう構成される任意の適切な種類のアンテナであって良い。該アンテナは指向性又は等方向性であって良い。送信アンテナは、基板上に製造された円偏波アンテナ（例えば、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに直角に配置された第２線形偏波アンテナ）であって良い。
次に、処理１６００は、動作１６０８に進み、質問器にある受信アンテナは、第２回転方向に円偏波された第４ＲＦ信号を受信する。動作１６０８で質問器により受信された第４ＲＦ信号は、動作１６０６で目標装置により送信された第３ＲＦ信号に対応して良い（例えば、第３ＲＦ信号の受信バージョンであって良い）。例えば、動作１６０６で目標装置の送信アンテナが第３ＲＨＣＰ ＲＦ信号を送信すると、動作１６０８で質問器の受信アンテナは、対応する第４ＲＨＣＰ信号を受信して良い。別の例として、動作１６０６で目標装置の送信アンテナが第３ＬＨＣＰ ＲＦ信号を送信すると、動作１６０８で、目標装置の受信アンテナは対応する第４ＬＨＣＰ信号を受信して良い。第３及び第４ＲＦ信号は同じであって良いが、それらは、少なくとも第３ＲＦ信号が目標装置から質問器へ伝搬するとき第３ＲＦ信号が変更され得るので、同じである必要はない（例えば、第３ＲＦ信号の振幅、位相及び／又は周波数が変更されて良い）。
質問器の受信アンテナは、円偏波信号を受信するよう構成される任意の適切な種類のアンテナであって良い。受信アンテナは、指向性又は等方向性であって良い。受信アンテナは、基板上に製造された円偏波アンテナ（例えば、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに直角に配置された第２線形偏波アンテナ）であって良い。
第４ＲＦ信号が質問器により受信された後に、第４ＲＦ信号は、質問器と目標装置との間の距離の決定を促進する任意の適切な方法で処理されて良い。例えば、第４ＲＦ信号は、図８Ａ〜８Ｄ及び１１Ａ〜１１Ｂの参照を含む本願明細書に記載された方法のうちの任意の方法に従い、質問器内の回路により処理されて良い。幾つかの実施形態では、例えば、第４ＲＦ信号は、第１ＲＦ信号の周波数逓倍されたバージョンと混合されて、混合ＲＦ信号を生成して良い。この混合ＲＦ信号は、質問器と目標装置との間の距離を決定するために使用されて良い。しかしながら、理解されるべきことに、第４ＲＦ信号は、質問器と目標装置との間の距離を決定するためだけに使用されることに限定されず、任意の他の適切な目的のために使用されて良く、本願明細書に記載された技術の態様はこれに関して限定されない。
上述のように、発明者等は、比較的低コストの、チップ規模技術により利用可能な小さな専有面積の超局所定位コンポーネントを開発する利益を認識した。標準的にチップ規模生産にとっては非常に複雑な従来の設計と異なり、発明者等により開発された設計は、半導体製造プロセスを用いて超局所定位システムのコンポーネントを製造する能力を実現する。幾つかの実施形態によると、質問器装置及び目標装置は、チップ規模製品として製造され、その幾つかの例は以下に更に詳述される。
図５Ａは、処理１６００の部分として（例えば、処理１６００の動作１６０２及び１６０８を実行するために）使用され得る質問器装置５００の説明のための実施形態のブロック図である。質問器装置５００は、処理１６００の部分として使用されることに限定されず、本願明細書に記載の任意の他の処理の部分を含む、任意の他の適切な方法で使用されて良い。本願明細書に記載の技術の態様は、これに関し限定されない。
図５Ａに示すように、質問器５００は基板５０５を有し、基板５０５には、差動給電される円偏波送信アンテナ５０２、及び差動給電される円偏波受信アンテナ５０６が配置される。質問器５００は、半導体ダイ５０４を更に有し、半導体ダイ５０４は該半導体ダイ５０４に統合された送信及び受信回路を有する。半導体ダイ５０４に統合された送信及び受信回路は、線５０７ａ及び５０７ｂを介してアンテナ５０２に差動結合される。半導体ダイ上の送信及び受信回路は、線５０８ａ及び５０８ｂを介してアンテナ５０６にも差動結合される。
幾つかの実施形態では、基板５０５は、送信ＲＦアンテナにより送信するためにＲＦ信号を供給する回路及び受信アンテナにより受信されたＲＦ信号を取得し処理する回路を有する半導体ダイ（例えばダイ５０４）の近くに配置される低コストＲＦ送信及び／又は受信アンテナ（例えば、アンテナ５０２及び５０６）を実装する手段を提供して良い。基板５０５は、プリント回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）を有し、及び／又は任意の適切なプリント回路基板材料若しくは所望範囲の周波数のＲＦ信号の伝搬をサポート可能な他の材料から製造されて良い。例えば、基板５０５は、マイクロ波及び／又はミリ波ＲＦ信号の伝搬をサポートする材料から製造されて良い。１つの説明のための例として、基板５０５は、０．５〜２０ＧＨｚ、４〜６ＧＨｚ、８〜１２ＧＨｚ、５０〜７０ＧＨｚ、１００〜１４０ＧＨｚ、５０〜２４０ＧＨｚの範囲、及び／又はこれらの範囲の集合の組み合わせの中の任意の適切な周波数範囲、の中の周波数を有するマイクロ波信号の伝搬をサポートする材料から製造されて良い。
幾つかの実施形態では、基板５０５は、基板上の送信アンテナと受信アンテナとの間の高調波結合を低減する１又は複数の層及び／又はコーティングを含んで良い。例えば、基板５０５は、送信アンテナ５０２と受信アンテナ５０６との間の高調波結合を低減するよう構成される周波数選択面（frequency selective surface：ＦＳＳ）を含んで良い。ＦＳＳは、基板５０５内の及び／又はその上部の１又は複数の層として製造されて良い。ＦＳＳは、任意の適切な種類であって良く、例えば絶縁体基板上の（例えば、金属）要素の周期的配列を有して良い。
幾つかの実施形態では、ＦＳＳは、２つのアンテナ５０２及び５０６の間で、基板５０５を横断して伝搬する望ましくないＲＦ信号を減衰して良い。ＦＳＳは、基板を横断する望ましくないＲＦ信号の伝搬を遮断し及びそれらを反射して送信アンテナへ戻すことにより、該望ましくないＲＦ信号を減衰して良い。例えば、ＦＳＳは、アンテナ５０２により送信中の信号の中心周波数（例えば、６１．２５ＧＨｚ）の高調波の中心周波数（例えば、１２２．５ＧＨｚ）を有する、基板５０５を横断して送信アンテナ５０２から受信アンテナ５０６へ伝搬するＲＦ信号を減衰して良い。追加又は代替として、ＦＳＳは、差動線５０７ａと５０７ｂの間、差動線５０８ａと５０８ｂの間、及び／又はダイ５０８のポート間を伝搬する結合ＲＦ信号を減衰して良い。
したがって、幾つかの実施形態では、基板５０５上のＦＳＳは、特定周波数又は周波数セットを有するＲＦ信号を遮断するよう調整されて良い。例えば、ＦＳＳは、受信アンテナ５０６が１又は複数の目標装置から受信するよう構成される周波数（例えば、１２２．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を遮断するよう調整されて良い。追加又は代替として、ＦＳＳは、（例えば、受信アンテナ５０６により受信された信号を増幅するよう構成される低雑音増幅器を飽和させる可能性から送信機を保護するために、）送信アンテナ５０２が送信するよう構成される周波数（例えば、６１．２５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を遮断するよう調整されて良い。
周波数選択面を用いることに加えて又は代わりに、幾つかの実施形態では、基板５０５は、送信アンテナ５０２と受信アンテナ５０６との間の高調波結合を低減するよう構成される吸収性コーティングにより覆われて良い。吸収性コーティングは、任意の入射マイクロ波を吸収し及びそれらを熱エネルギとして消散させるよう構成されて良い。任意の適切な吸収性コーティングが用いられて良い。例えば、吸収性コーティングは、例えば抵抗性カード又はシート素材材料又は炭素浸透性フォームのような、炭素材料を有して良い。
幾つかの実施形態では、差動給電円偏波アンテナ５０２及び５０６の各々は、基板５０５上に製造されて良い。例えば、基板５０５は、１又は複数の導電層を有して良く、アンテナ５０２及び５０６の各々は、少なくとも部分的に導電層をパターニングすることにより基板５０２上に製造されて良い。アンテナ５０２及び５０６の各々は、平面スパイラルアンテナ、パッチアンテナ（例えば、図６Ａに示すような先端を切られたパッチアンテナ）、互いに直角に配置された２つの線形偏波アンテナを有するアンテナ、ＭＥＭＳアンテナ、ダイポールアンテナ、又は任意の他の適切な種類のアンテナであって良い。
幾つかの実施形態では、アンテナ５０２及び５０６は、アンテナをＲＦ信号の特定方向（例えば、１又は複数の関心目標装置が位置し得る方向）への送信及び／又は特定方向からの受信に集中させることの可能な、等方向性アンテナより高いパワーアパーチャを有する指向性アンテナであって良い。しかしながら、幾つかの実施形態では、アンテナ５０２及び５０６の一方又は両方は等方向性であって良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。
幾つかの実施形態では、アンテナ５０２は、第１回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、アンテナ５０６は、第１回転方向と異なる第２回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。しかしながら、他の実施形態では、アンテナ５０２及び５０６の各々は、同じ回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信し及び受信するよう構成されて良い。例えば、アンテナ５０２及び５０６の両方は、時計回りの円偏波を有するＲＦ信号を受信し及び送信するよう構成されて良い。別の例として、アンテナ５０２及び５０６の両方は、反時計回りの円偏波を有するＲＦ信号を受信し及び送信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、アンテナ５０２は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、アンテナ５０６は、第１中心周波数と異なる第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。例えば、第２中心周波数は、第１中心周波数の高調波（例えば、第１中心周波数の２倍のような、第１中心周波数の第１高調波）より大きくて良い。１つの説明のための例として、アンテナ５０２は、５０〜７０ＧＨｚの範囲の中の第１中心周波数（例えば、６１．２５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、アンテナ５０６は、１００〜１４０ＧＨｚの範囲の中の第２中心周波数（例えば、１２２．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。別の説明のための例として、アンテナ５０２は、４〜６ＧＨｚの範囲の中の第１中心周波数（例えば、５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、アンテナ５０６は、８〜１０ＧＨｚの範囲の中の第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、アンテナ５０２は、アンテナ５０６と異なるサイズであって良い。例えば、アンテナ５０６がアンテナ５０２により送信される信号の中心周波数（例えば、６１．２５ＧＨｚ）より大きな中心周波数（例えば、１２２．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を受信するよう構成される実施形態では、アンテナ５０２は、アンテナ５０６より大きな面積を有して良い。
半導体ダイ５０４は、例えば、バルクシリコンウェハ又はシリコンオンインシュレータ（silicon−on−insulator：ＳＯＩ）ウェハからのシリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイ５０４は、単一の結晶シリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイ５０４は、ＣＭＯＳダイ、ＢｉＣＭＯＳダイ、ＧａＡｓダイ、ＧａＮダイであって良く、又は任意の他の適切な半導体材料で形成されて良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイ５０４は、基板５０５に接合されたフリップチップであって良い。他の実施形態では、半導体ダイ５０４は、基板５０５に接合された又は任意の他の適切な方法で基板５０５に取り付けられた線であって良い。
幾つかの実施形態では、質問器５００は、半導体ダイ５０４に統合され且つ送信アンテナ５０２にＲＦ信号を供給し及び受信アンテナ５０６からＲＦ信号を受信するよう構成される回路を有して良い。回路は、アンテナ５０２を介して送信するためにＲＦ信号を生成するために使用される回路（例えば、波形生成器、１又は複数の増幅器、等）、受信ＲＦ波形の位相コヒーレント処理を実行する回路（例えば、送信ＲＦ信号のコピーの中の周波数を受信ＲＦ信号の中の周波数に逓倍する回路、送信ＲＦ信号の変換バージョンと受信ＲＦ信号とを混合する周波数ミキサ）、及び／又は任意の他の適切な回路を有して良い。これらの多数の例は、図８Ａ〜８Ｄ及び１１Ａ〜１１Ｂの参照を含み本願明細書において提供される。
図示の実施形態では、ダイ５０４に統合された回路は、線５０８ａ及び５０８ｂを介してアンテナ５０２に差動結合される。回路は、第１信号及び第１信号と位相のずれた（例えば１８０度位相のずれた）第２信号を生成し、それぞれ線５０８ａ及び５０８ｂを介して第１信号及び第２信号をアンテナ５０２に同時に供給して良い。また、アンテナ５０２は、第１信号及び第２信号の間の差に基づき信号を送信するよう構成されて良い。さらに、ダイ５０４に統合された回路は、線５０９ａ及び５０９ｂを介してアンテナ５０６に差動結合される。アンテナ５０６は、ＲＦ信号を受信し及び該ＲＦ信号を線５０９ａ及び５０９ｂの差動ペアを通じて送信するよう構成される。
図５Ｂは、質問器として又はトランスポンダとして動作するよう構成される例示的なデュアルモード定位装置５２０のコンポーネントを示すブロック図である。デュアルモード定位装置５２０は、基板５２２上に配置された４個のアンテナを有する基板５２２を有する。これらのアンテナは、質問器送信アンテナ５２４、質問器受信アンテ５２６、目標装置送信アンテナ５２８、及び目標装置受信アンテナ５３０を有する。定位装置５２０は、基板５２２上に搭載された半導体ダイ５３２を更に有する。半導体ダイ５３２は、半導体ダイ５３２に統合された質問器回路５３４及び目標装置回路５３６を有する。
図５Ｂに示すように、質問器送信アンテナ５２４は、送信線５２５ａ及び５２５ｂを介して質問器回路５３４に差動結合され、質問器受信アンテナは、送信線５２７ａ及び５２７ｂを介して質問器回路５３４に差動結合される。目標装置送信アンテナ５２８は、送信線５２９ａ及び５２９ｂを介して目標装置回路５３６に差動結合される。目標装置受信アンテナ５３０は、送信線５３１ａ及び５３１ｂを介して目標装置回路５３６に差動結合される。図５Ｂの説明のための実施形態では、アンテナ５２４、５２６、５２８、及び５３０の各々は半導体ダイ５３２上の回路に差動結合されるが、他の実施形態では、これらのアンテナのうちの１又は複数は、該回路に差動結合されなくて良い。
基板５２２は、図５Ａの基板５０５への参照を含み本願明細書に記載の任意の適切な種類であって良く、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）を有して良く、及び／又は任意の適切なプリント回路基板材料若しくは所望の周波数範囲の中のＲＦ信号の伝搬をサポート可能な他の材料から製造されて良い。幾つかの実施形態では、基板５２２は、周波数選択面及び／又は装置５２２内のアンテナ間の高調波結合を低減する（例えば、質問器送信アンテナ５２４と質問器受信アンテナ５２６との間の高調波結合を低減する及び／又は目標装置送信アンテナ５２８と目標装置受信アンテナ５３０との間の高調波結合を低減する）吸収性コーティングを含んで良い。
幾つかの実施形態では、アンテナ５２４、５２６、５２８、及び５３０の各々は基板５２２上に製造されて良い。例えば、基板５２２は、１又は複数の導電層を有して良く、アンテナ５２４、５２６、５２８及び５３０の各々は、少なくとも部分的に導電層をパターニングすることにより基板５２２上に製造されて良い。アンテナ５２４、５２６、５２８及び５３０の各々は、平面スパイラルアンテナ、パッチアンテナ、互いに直角に配置された２つの線形偏波アンテナを有するアンテナ、ＭＥＭＳアンテナ、ダイポールアンテナ、又は任意の他の適切な種類のアンテナであって良い。
アンテナは、導電層を生成するために、例えば種々の減法的、加法的、及び／又は準加法的プロセスの任意の１又は複数の組み合わせを用いて、任意の適切な方法で基板５２２上にパターニングされて良い。減法的プロセスは、例えば、限定ではないが化学エッチング、フォトエッチング、等を含む種々のリソグラフプロセスのうちの任意のものを用いて、導電材料（例えば、銅）を基板の導電層から選択的に除去して、所望の導電パターンを残す。このようなプロセスは、標準的に、所望パターン（マスクとして参照される場合が多い）の中でレジスト材料を提供し、導電層を対応するエッチング液に導入してレジスト材料により処理されない場所にある導電材料を除去することにより、実行される。別の減法的プロセスは、導電層の不要部分を削り落とし、所望の導電パターンを残すことを含む。
加法的プロセスも使用されて良く、基板上の所望の導電層を電気めっきすること又は導電性インクを用いてパターンを「印刷」することを含んで良い。例えば、電気めっきすることは、所望パターンの中のマスクされた感光性フィルムを露光することを含んで良い。露光されたパターンは、次に、化学槽に入れられ、パターンを金属イオン結合させ、次に、化学槽内で反応したパターンにより結合される導電体で（例えば銅で）メッキされて、所望の導電性パターンを形成して良い。加法的プロセスは、所望の導電性パターンを形成するために、減法的プロセスより少ない導電性材料しか必要としないという利点を有する。他のプロセスは、減法的技術と加法的技術を組み合わせて、所望の導電性パターンを形成する。理解されるべきことに、所望のアンテナを基板５２２上にパターニングするために、任意の適切な製造プロセスが使用されて良く、これに関して態様は限定されない。実際に、本願明細書に記載の減法的プロセス、本願明細書に記載の加法的プロセス、及び／又は任意の他の適切なプロセスは、アンテナ（例えば、アンテナ５２４、５２６、５２８、及び５３０、図５Ａを参照して記載されたアンテナ５０２及び５０６、図１Ｂを参照して記載されたアンテナ１１４及び１１６、及び／又は本願に記載の任意の他のアンテナ）の所望の導電性パターンを製造するために、単独で又は任意の組み合わせで使用されて良い。
幾つかの実施形態では、質問器送信アンテナ５２４は、第１回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、質問器受信アンテナ５２６は、第１回転方向と異なる第２回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。さらに、幾つかの実施形態では、目標装置受信アンテナ５２８は、第１回転方向で円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、目標装置送信アンテナ５３０は、第２回転方向で円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。したがって、幾つかの実施形態では、質問器送信アンテナ５２４及び目標装置受信アンテナ５３０は、同じ方向に円偏波されたＲＦ信号を送信／受信するよう構成されて良い。同様に、目標装置送信アンテナ５２８及び質問器受信アンテナ５２６は、同じ方向に円偏波されたＲＦ信号を送信／受信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、デュアルモード装置５２０が質問器として（「質問器モード」で）動作しているとき、質問器送信アンテナ５２４は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、質問器受信アンテナ５２６は第１中心周波数と異なる第２中心周波数（例えば第１中心周波数の高調波）を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。このような第１中心周波数及び第２中心周波数の例は、本願明細書で提供される。デュアルモード装置５２０が目標装置として（「目標装置モード」で）動作しているとき、目標装置受信アンテナ５３０は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、目標装置送信アンテナ５２８は、第２中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。したがって、幾つかの実施形態では、質問器送信アンテナ５２４及び目標装置受信アンテナ５３０は、同じ中心周波数（例えば６０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を送信／受信するよう構成されて良い。同様に、目標装置送信アンテナ５２８及び質問器受信アンテナ５２６は、同じ中心周波数を有するＲＦ信号を送信／受信するよう構成されて良い。
半導体ダイ５３２は、例えば、バルクシリコンウェハ又はシリコンオンインシュレータ（silicon−on−insulator：ＳＯＩ）ウェハからのシリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイ５３２は、単一の結晶シリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイ５３２は、ＣＭＯＳダイ、ＢｉＣＭＯＳダイ、ＧａＡｓダイ、ＧａＮダイであって良く、又は任意の他の適切な半導体材料で形成されて良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイ５３２は、基板５２２に接合されたフリップチップであって良い。他の実施形態では、半導体ダイ５３２は、基板５２２に接合された又は任意の他の適切な方法で基板５０５に取り付けられた線であって良い。
幾つかの実施形態では、質問器回路５３４は、質問器送信アンテナ５２４にＲＦ信号を供給し及び質問器受信アンテナ５２６からＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。質問器回路５３４は、図８Ａ〜８Ｄ及び１１Ａ〜１１Ｂを参照して記載された方法のうちの任意の方法を含む、本願明細書に記載された任意の適切な方法で実装されて良い。幾つかの実施形態では、目標装置回路５３６は、目標装置受信アンテナ５３０からＲＦ信号を受信し及び目標装置送信アンテナ５２８にＲＦ信号を供給するよう構成されて良い。目標装置回路５３６は、図９Ａ〜９Ｈ及び１１Ａ〜１１Ｂを参照して記載された方法のうちの任意の方法を含む、本願明細書に記載された任意の適切な方法で実装されて良い。
図６Ａは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、例示的な質問器装置６００のコンポーネントを示すブロック図である。質問器装置６００は、装置及びコンポーネントの規模の間隔を提供するために、質問器装置６００上のコンポーネントの幾つかの寸法と共に示される。理解されるべきことに、これらの寸法は、図６Ａの例示的な実施形態の説明であり、他の実施形態における質問器装置及び／又はそのコンポーネントの寸法を限定しない。
図６Ａに示すように、質問器６００は基板６０２を有し、基板６０２には、差動給電される円偏波送信アンテナ６０４、及び差動給電される円偏波受信アンテナ６０６が配置される。質問器６００は、半導体ダイ６０８を更に有し、半導体ダイ６０８は該半導体ダイ６０８に統合された送信及び受信回路を有する。半導体ダイ６０８に統合された送信及び受信回路は、線６０９ａ及び６０９ｂを介してアンテナ６０２に差動結合される。半導体ダイ上の送信及び受信回路は、線６１０ａ及び６１０ｂを介してアンテナ６０６にも差動結合される。
基板６０２は、図５Ａの基板５０５への参照を含み本願明細書に記載の任意の適切な種類であって良く、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）を有して良く、及び／又は任意の適切なプリント回路基板材料若しくは所望の周波数範囲の中のＲＦ信号の伝搬をサポート可能な他の材料から製造されて良い。幾つかの実施形態では、基板６０２は、送信アンテナ６０４と受信アンテナ６０６との間の高調波結合を低減するために、周波数選択面及び／又は吸収性コーティングを含んで良い。周波数選択面及び吸収性コーティングの例は、本願明細書に記載される。図６Ａの説明のための実施形態では、基板６０２は４ｍｍ×５ｍｍであって良い。
図６Ａの説明のための実施形態では、送信アンテナ６０４は、６１．２５ＧＨｚの中心周波数を有する円偏波ＲＦ信号を送信するよう構成されるパッチアンテナである。ＲＦ信号は、時計回り又は反時計回りに円偏波されて良い。図６Ａの説明のための実施形態では、アンテナ６０４及び６０６はパッチアンテナであるが、他の実施形態では、アンテナ６０４及び６０６の各々は本願明細書に記載の種類のうちの任意の種類を含む任意の適切な種類であって良い。さらに、図６Ａの説明のための実施形態では、アンテナ６０４及び６０６は６１．２５ＧＨｚ／１２２．５ＧＨｚでＲＦ信号を送信／受信するが、これらのアンテナは、任意の他の適切な（例えば、ミリ波及び／又はマイクロ波）周波数ｆ０／ｋｆ０で送信／受信するよう構成されて良い。ここで、送信アンテナ６０４は、ｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、受信アンテナ６０６は、ｆ０の高調波であるｋｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される。図６Ａの説明のための実施形態では、送信アンテナ６０４は２．５ｍｍ×２．１ｍｍパッチアンテナであり、受信アンテナは１．２５ｍｍ×０．８６ｍｍパッチアンテナである。
幾つかの実施形態では、アンテナ６０４、６０６の各々は基板６０２上に製造されて良い。例えば、基板６０２は、１又は複数の導電層を有して良く、アンテナ６０４及び６０６の各々は、少なくとも部分的に導電層をパターニングすることにより基板６０２上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、アンテナ６０４は、第１回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、アンテナ６０６は、第１回転方向と異なる第２回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。しかしながら、他の実施形態では、アンテナ６０４及び６０６の各々は、同じ回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信し及び受信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、半導体ダイ６０８は、例えば、バルクシリコンウェハ又はシリコンオンインシュレータ（silicon−on−insulator：ＳＯＩ）ウェハからのシリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイ６０８は、単一の結晶シリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイ６０８は、ＣＭＯＳダイ、ＢｉＣＭＯＳダイ、ＧａＡｓダイ、ＧａＮダイであって良く、又は任意の他の適切な半導体材料で形成されて良い。幾つかの実施形態では、ダイ６０８は、基板６０２に接合されたフリップチップである。他の実施形態では、ダイ６０８は、基板６０２に接合された又は任意の他の適切な方法で基板６０２に取り付けられた線であって良い。図６Ａの説明のための実施形態では、半導体ダイ６０８は１ｍｍ×１ｍｍであって良い。
幾つかの実施形態では、質問器６００は、半導体ダイ６０８に統合され且つ送信アンテナ６０４にＲＦ信号を供給し及び受信アンテナ６０６からＲＦ信号を受信するよう構成される回路を有して良い。回路は、アンテナ６０４を介して送信するためにＲＦ信号を生成するために使用される回路（例えば、波形生成器、１又は複数の増幅器、等）、受信ＲＦ波形の位相コヒーレント処理を実行する回路（例えば、送信ＲＦ信号のコピーの中の周波数を受信ＲＦ信号の中の周波数の中の周波数に逓倍する回路、送信ＲＦ信号の変換バージョンと受信ＲＦ信号とを混合する周波数ミキサ）、及び／又は任意の他の適切な回路を有して良い。これらの多数の例は、図８Ａ〜８Ｄ及び１１Ａ〜１１Ｂの参照を含み本願明細書において提供される。
図示の実施形態では、ダイ６０８に統合された回路は、線６０９ａ及び６０９ｂを介してアンテナ６０４に差動結合される。回路は、第１信号及び第１信号と位相のずれた（例えば１８０度位相のずれた）第２信号を生成し、それぞれ線６０９ａ及び６０９ｂを介して第１信号及び第２信号をアンテナ６０４に同時に供給して良い。また、アンテナ６０４は、第１信号及び第２信号の間の差に基づき信号を送信するよう構成されて良い。さらに、ダイ６０８に統合された回路は、線６１０ａ及び６１０ｂを介してアンテナ６０６に差動結合される。アンテナ６０６は、ＲＦ信号を受信し及び該ＲＦ信号を線６１０ａ及び６１０ｂの差動ペアを通じて送信するよう構成される。
図６Ｂは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、例示的な目標装置６５０のコンポーネントを示すブロック図である。目標装置６５０は、装置及びコンポーネントの規模の間隔を提供するために、目標装置６５０上のコンポーネントの幾つかの寸法と共に示される。理解されるべきことに、これらの寸法は、図６Ｂの例示的な実施形態の説明であり、他の実施形態における質問器装置及び／又はそのコンポーネントの寸法を限定しない。
図６Ｂに示すように、目標装置６５０は、基板６５２上に配置された受信アンテナ６５４及び送信アンテナ６５６を有する基板６５２を有する。目標装置６５０は、半導体ダイ６５８を更に有し、半導体ダイ６５８は該半導体ダイ６５８に統合された信号送信回路を有する。半導体ダイ６５８に統合された信号送信回路は、線６５９ａ及び６５９ｂを介して受信アンテナ６５４に差動結合される。半導体ダイ６５８上の信号送信回路は、線６６０ａ及び６６０ｂを介して送信アンテナ６５６に差動結合される。
基板６５２は、図５Ａの基板５０５への参照を含み本願明細書に記載の任意の適切な種類であって良く、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）を有して良く、及び／又は任意の適切なプリント回路基板材料若しくは所望の周波数範囲の中のＲＦ信号の伝搬をサポート可能な他の材料から製造されて良い。幾つかの実施形態では、基板６５２は、受信アンテナ６５４と送信アンテナ６５６との間の高調波結合を低減するために、周波数選択面及び／又は吸収性コーティングを含んで良い。周波数選択面及び吸収性コーティングの例は、本願明細書に記載される。図６Ｂの説明のための実施形態では、基板６５２は４ｍｍ×３．５ｍｍであって良い。
図６Ｂの説明のための実施形態では、受信アンテナ６５４は、６１．２５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を（例えば、質問器６００）から受信するよう構成される折り返しダイポールアンテナである。幾つかの実施形態では、ＲＦ信号は、時計回り又は反時計回りに円偏波されて良い。図６Ｂの説明のための実施形態では、アンテナ６５４及び６５６は折り返しダイポールアンテナであるが、他の実施形態では、アンテナ６５４及び６５６の各々は本願明細書に記載の種類のうちの任意の種類を含む任意の他の適切な種類であって良い。さらに、図６Ｂの説明のための実施形態では、アンテナ６５４及び６５６は６１．２５ＧＨｚ／１２２．５ＧＨｚでＲＦ信号を受信／送信するが、これらのアンテナは、任意の他の適切な（例えば、ミリ波及び／又はマイクロ波）周波数ｆ０／ｋｆ０で受信／送信するよう構成されて良い。ここで、受信アンテナ６５４は、ｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成され、送信アンテナ６５６は、ｆ０の高調波であるｋｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成される。図６Ｂの説明のための実施形態では、受信アンテナ６５４は２．５ｍｍ幅の折り返しダイポールアンテナであり、送信アンテナ６５６は１．２５ｍｍ幅の折り返しダイポールアンテナである。
幾つかの実施形態では、アンテナ６５４、６５６の各々は基板６５２上に製造されて良い。例えば、基板６５２は、１又は複数の導電層を有して良く、アンテナ６５４及び６５６の各々は、少なくとも部分的に導電層をパターニングすることにより基板６５２上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、アンテナ６５４は、第１回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、アンテナ６５６は、第１回転方向と異なる第２回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。しかしながら、他の実施形態では、アンテナ６５４及び６５６の各々は、同じ回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信し及び受信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、半導体ダイ６５８は、例えば、バルクシリコンウェハ又はシリコンオンインシュレータ（silicon−on−insulator：ＳＯＩ）ウェハからのシリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイ６５８は、単一の結晶シリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイ６５８は、ＣＭＯＳダイ、ＢｉＣＭＯＳダイ、ＧａＡｓダイ、ＧａＮダイであって良く、又は任意の他の適切な半導体材料で形成されて良い。幾つかの実施形態では、ダイ６５８は、基板６０２に接合されたフリップチップである。他の実施形態では、ダイ６５８は、基板６５２に接合された又は任意の他の適切な方法で基板６５２に取り付けられた線であって良い。図６Ｂの説明のための実施形態では、半導体ダイ６５８は１ｍｍ×１ｍｍであって良い。
幾つかの実施形態では、目標装置６５０は、信号変換回路を有して良い。信号変換回路は、半導体ダイ６５８に統合され、且つ受信アンテナ６５４からＲＦ信号を受信し、該受信したＲＦ信号を変換して変換ＲＦ信号を取得し、及び該変換ＲＦ信号を送信アンテナ６５６へ供給するよう構成される。信号変換回路は、図９Ａ〜９Ｈ、１０、１１Ａ及び１１Ｂへの参照を含み本願明細書に記載された方法のうちの任意の方法を含む任意の適切な方法で受信ＲＦ信号内の周波数を変更することにより、受信ＲＦ信号を変換するよう構成されて良い。例えば、信号変換回路は、受信ＲＦ信号に１又は複数の周波数逓倍器を通過させることにより、受信ＲＦ信号を変換するよう構成されて良い。したがって、第１中心周波数を有する受信ＲＦ信号は、中心周波数の高調波である第２中心周波数を有するＲＦ信号に変換される。この目的のために、信号変換回路は、１又は複数の周波数逓倍器、１又は複数の増幅器、及び／又は任意の他の適切なコンポーネントを有して良い。信号変換回路の種々の例は、図９Ａ〜９Ｈ、１０、１１Ａ及び１１Ｂへの参照を含み本願明細書に提供される。
図示の実施形態では、ダイ６５８に統合された信号変換回路は、線６５９ａ及び６５９ｂを介して受信アンテナ６５４に差動結合される。アンテナ６５４は、ＲＦ信号を受信し及び該ＲＦ信号を線６５９ａ及び６５９ｂの差動ペアを通じて差動シグナリングにより送信するよう構成される。信号変換回路は、受信ＲＦ信号を処理し、対応する変換ＲＦ信号を生成して良い。該変換ＲＦ信号は、差動線６６０ａ及び６６０ｂを介して差動シグナリングを用いて提供される。回路は、第１信号及び第１信号と位相のずれた（例えば１８０度位相のずれた）第２信号を生成し、それぞれ線６５９ａ及び６５９ｂを介して第１信号及び第２信号をアンテナ６５４に同時に供給して良い。また、アンテナ６５６は、第１信号及び第２信号の間の差に基づき信号を送信するよう構成されて良い。
上述のように、幾つかの実施形態では、質問器装置は、基板を有して良い。該基板は、該基板に製造された１又は複数のアンテナ、該基板に接合された半導体ダイフリップチップ、及び半導体ダイに統合され且つ該基板に製造されたアンテナに結合された回路、を有する。同様に、目標装置は、基板を有して良い。該基板は、該基板に製造された１又は複数のアンテナ、該基板に接合された半導体ダイフリップチップ、及び半導体ダイに統合され且つ該基板に製造されたアンテナに結合された回路、を有する。質問器及び目標装置を製造する技術の態様は、図７Ａ〜７Ｆを参照して以下に記載される。図７Ａ〜７Ｆは、基板、半導体ダイ、及びカプセル化を有するパッケージ装置を生成する技術の態様を説明する。パッケージ装置は、概して図７Ａ〜７Ｆを参照して記載されるが、幾つかの実施形態では質問器装置又は目標装置であって良い。
図７Ａは、基板７００上に製造された送信アンテナ及び受信アンテナを有する説明のための基板７００の図である。図７Ｂ及び図７Ｃを参照して後述するように、基板７００は、半導体とつがいに構成される接合パッド７０８、ダイバンプ、を更に含む。基板７００は、装置を任意の適切な他のシステム（例えば、図２に示す製品２０２のプリント回路基板２０４、又は任意の他の適切なシステムのシステムレベル若しくはマザーボード）に接続することを助ける第２レベル接続７１０を更に有する。第２レベル接続７１０は、次のレベルの相互接続への装置の表面実装を可能にするボールグリッドアレイ（ball grid array：ＢＧＡ）であって良い。第２レベル接続７１０は、貫通孔用ピン、ガルウイング型接続、又は任意の他の適切な第２レベル接続であっても良い。
理解されるべき事に、４個のボンドパッド７０８（ランド）だけが図７に図示されるが、これは表現の明確性のためであり、限定ではない。基板７００は、任意の適切な数のボンドパッド７０８を有して良い。例えば、基板７００は、１０乃至１５０個の間のいずれのボンドパッドを有しても良い。１つの説明のための例として、基板７００が質問器装置を実装するために使用されるとき、基板７００は１０〜３５（例えば２５）個のボンドパッドを含んで良い。別の説明のための例として、基板７００が目標装置を実装するために使用されるとき、基板７００は５０〜７５（例えば６４）個のボンドパッドを含んで良い。更に別の説明のための例として、基板７００が結合型質問器及び目標装置を実装するために使用されるとき、基板７００は６０〜１１０個のボンドパッドを含んで良い。
基板７００は、プリント回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）を有し、及び／又は任意の適切なプリント回路基板材料若しくは所望範囲の周波数のＲＦ信号の伝搬をサポート可能な他の材料から製造されて良い。例えば、基板７００は、マイクロ波及び／又はミリ波ＲＦ信号の伝搬をサポートする材料から製造されて良い。１つの説明のための例として、基板７００は、０．５〜２０ＧＨｚ、４〜６ＧＨｚ、８〜１２ＧＨｚ、５０〜７０ＧＨｚ、１００〜１４０ＧＨｚ、５０〜２４０ＧＨｚの範囲、及び／又はこれらの範囲の集合の組み合わせの中の任意の適切な周波数範囲、の中の周波数を有するマイクロ波信号の伝搬をサポートする材料から製造されて良い。
幾つかの実施形態では、基板７００は、基板上の送信アンテナと受信アンテナとの間の高調波結合を低減する１又は複数の層及び／又はコーティングを含んで良い。例えば、基板７００は、周波数選択面（frequency selective surface：ＦＳＳ）及び／又は吸収性コーティングを含んで良い。これらの例は本願明細書で提供される。幾つかの実施形態では、基板７００は、ＢＧＡピン７１０を半導体ダイボンドパッド７０８にマッピングする接続を有する１又は複数の層を含む複数の層を含んで良い。
幾つかの実施形態では、基板７００は、任意の適切な回路（例えば、インピーダンス整合回路、フィルタリング回路）、及びボンドパッド７０８を介して基板に結合されるべき半導体ダイとアンテナ７０４及び７０６との間でＲＦ信号を送信する送信線（例えば、送信線７１２）を含んで良い。幾つかの実施形態では、基板７００は、質問器装置又は目標装置の部分として１又は複数の追加回路、チップ、及び／又は任意の種類の他のコンポーネントを含んで良く、基板７００は図７Ａに図示したコンポーネントだけを含むことに限定されない。
幾つかの実施形態では、アンテナ７０４、７０６の各々は基板７００上に製造されて良い。例えば、基板７００は、１又は複数の導電層を有して良く、アンテナ７０４及び７０６の各々は、少なくとも部分的に導電層をパターニングすることにより基板７００上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、アンテナ７０４は、第１回転方向（例えば時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、アンテナ７０６は、第１回転方向と異なる第２回転方向（例えば反時計回り）に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。しかしながら、他の実施形態では、アンテナ７０４及び７０６の各々は、同じ回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信し及び受信するよう構成されて良い。
アンテナ７０４及び７０６の各々は、パッチアンテナ、平面スパイラルアンテナ、第１線形偏波アンテナ及び第１線形偏波アンテナに対して直角に配置された第２線形偏波アンテナを有するアンテナ、折り返しダイポールアンテナ、ＭＥＭＳアンテナ、又は任意の他の適切な種類のアンテナであって良い。幾つかの実施形態では、アンテナ７０４及び７０６は、任意の他の適切な（例えば、ミリ波及び／又はマイクロ波）無線周波数ｆ０／ｋｆ０で送信／受信するよう構成されて良い。ここで、送信アンテナ７０４は、ｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、受信アンテナ７０６は、ｆ０の高調波であるｋｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される。
図７Ｂは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、図７Ａの基板に接合するために準備されている説明のための半導体ダイ７２２の図である。半導体ダイ７２２は、例えば、バルクシリコンウェハ又はシリコンオンインシュレータ（silicon−on−insulator：ＳＯＩ）ウェハからのシリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイ７２２は、単一の結晶シリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイ７２２は、ＣＭＯＳダイ、ＢｉＣＭＯＳダイ、ＧａＡｓダイ、ＧａＮダイであって良く、又は任意の他の適切な半導体材料で形成されて良い。半導体ダイ７２２は、半導体ダイに統合された多数の種類の回路のうちの任意の回路を有して良い。このような回路の多数の例は本願明細書で提供される。
幾つかの実施形態では、半導体ダイは、基板７００に接合されたフリップチップであって良い。この目的のために、図７Ｂに示すように、チップダイ７２２は、複数のボンドパッド７２４を含んで良い（例えば、ボンドパッド７２４は、基板７００上の複数のボンドパッド７０８に対応して良い）。ボンドパッド又はランド７０８と同様に、明確性のために４個のボンドパッド７２４だけが図示される。任意の数のボンドパッドが、半導体ダイから基板７００への必要な第１レベル接続を提供するために示され得る。さらに、理解されるべきことに、ボンドパッドは、縮尺通りに描かれず、説明のために概略的に示される。ボンドパッド７２４の各々は、金属（例えば、銅）バンプ７２６により「隆起され（bumped）」て良い。バンプ７２６は、ハンダ錫の最上部７２８により覆われて良く、全体構造７２０をもたらす。構造７２０が基板７００にひっくり返されると、構造７２０は、はんだリフロー処理のような適切な表面実装技術により基盤に接合されて良く、結果として図７Ｃに示す（未カプセル化）装置７３０を生じる。
概して、半導体ダイを基板に接合する線は、より多くの経済的ソリューションを提供する。しかしながら、幾つかの実施形態では結線が使用されて良いが、結線は、ＧＨｚ範囲で動作する超局所定位システムには、概して不適切である。発明者等は、比較的少数のボンドパッドしか必要とせず、比較的安価且つ簡易なフリップチップ接合製造プロセスを利用することを実現する、質問器及び目標装置を開発した。
図７Ｃに示す未カプセル化装置７３０は、例えば湿気、酸化、及び／又は任意の他の環境汚染物質から半導体ダイ７２２を保護するためにカプセル化されて良い。例えば、図７Ｄに示すように、装置７３０は、カプセル化装置７４０を得るために、ダイ７２２の外側エッジの周りにコーティング７４２を適用することにより、カプセル化されて良い。別の例として、図７Ｅに示すように、半導体ダイ７２２は、カプセル化装置７５０を得るために、カプセル７５２の小塊（blob）でカプセル化されて良い。別の例として、図７Ｆに示すように、ダイ７２２及び基板７００は、両方とも、カプセル化装置７６０を得るために、カプセル７６２でカプセル化されて良い。カプセルは、（例えば、カプセルがアンテナ７０４及び７０６を覆うので）マイクロ波及び／又はミリ波ＲＦ信号の伝搬をサポート可能な材料で構成されて良い。幾つかの実施形態では、カプセル７６２は、幾つかの例では絶縁体レンズ又は他の例では自由空間に対するインピーダンス整合のように機能する、アンテナ７０４及び／又はアンテナ７０６の一部として考えられて良い。
他のパッケージ及び相互接続技術も利用されて良い。このような技術は、セラミック又はプラスチックカバー、ラミネート（ＰＣＢ）技術、又は環境及び／又は物理的損傷から装置を適切に保護し且つ半導体ダイ及びアンテナとパッケージ（例えば基板７００）との間の適切な第１レベル接続を可能にし及びパッケージ装置と次のレベルの相互接続との間の適切な第２レベル接続（例えば、例えば製品２００のような超局所定位コンポーネントが統合される製品のシステムレベル基板）を可能にする任意の他の適切なパッケージ又は相互接続ソリューションを含む。
図８Ａは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、質問器装置８００のコンポーネントを示すブロック図である。図８Ａの説明のための実施形態では、質問器装置８００は、波形生成器１１０、送信及び受信回路１１２ａ、送信アンテナ１１４、受信アンテナ１１６、制御回路１１８を有する。送信及び受信回路１１２ａは、周波数逓倍器８０２、８０４、８０６、及び８０９、増幅器８０３、８０５、８０７、８０８、８１０、８１１、８１３、及び８１４、周波数ミキサ８１２、フィルタ８１５、及びアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）８１６を含む。送信及び受信回路１１２ａの上述の特定されたコンポーネントの各々は、任意の適切な種類であって良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。
図８Ａに示すように、波形生成器１１０により生成されるＲＦ信号は、送信アンテナ１１４により送信される前に、３個の段のシリーズで処理される。各段で、入力ＲＦ信号は、周波数逓倍器回路に供給されて、入力信号の周波数の高調波における周波数を有する出力信号を得て（例えば、各周波数逓倍器は周波数２倍器であって良い）、出力信号は増幅されて、周波数逓倍器回路内の非線形処理により引き起こされる任意の損失を少なくとも部分的に補償する。例えば、図８Ａに示されるように、第１段の処理で、波形生成器１１０により生成されたＲＦ信号は、周波数逓倍器８０２に供給され、周波数逓倍器８０２により出力されたＲＦ信号は増幅器８０３により増幅される。第２段の処理で、増幅器８０３により出力されたＲＦ信号は、周波数逓倍器８０４に供給され、周波数逓倍器８０４により出力されたＲＦ信号は増幅器８０５により増幅される。第３段の処理で、増幅器８０５により出力されたＲＦ信号は、周波数逓倍器８０６に供給され、周波数逓倍器８０６により出力されたＲＦ信号は増幅器８０７により増幅される。増幅器８０７により増幅されたＲＦ信号は、増幅器送信アンテナ１１４に供給される。
幾つかの実施形態では、周波数逓倍器８０２、８０４、８０６の各々は、周波数が入力信号の２倍である出力信号を生成する周波数２倍器であって良い。このような実施形態では、ｆ０（例えば７．５ＧＨｚ）の中心周波数を有するよう波形生成器により生成されたＲＦ信号は、周波数逓倍器８０２、８０４、及び８０６の動作を通じて、８ｆ０（例えば６０ＧＨｚ）の中心周波数を有するよう変換される。図示の実施形態では、波形生成器１１０により生成されたＲＦ信号の周波数を倍率８で増大するために周波数２倍器が用いられるが、本願明細書に記載の質問器装置は、波形生成器１１０と送信アンテナ１１４との間の信号経路内の周波数逓倍器の数によっても、又は信号経路内の周波数逓倍器の各々により引き起こされる増倍率によっても、限定されないことが理解されるべきである。例えば、「８×」像倍率を達成するために、質問器８００は、（図８Ａに示すような３個の周波数逓倍器の代わりに）２個の周波数逓倍器を備えて実装されて良い。このうち一方は入力ＲＦ信号の周波数を倍率４で増大し、他方は倍率２である。別の例として、質問器８００は、倍率８で入力ＲＦ信号の周波数を増大するよう構成される単一の周波数逓倍器回路を備えて実装されて良い。
更に理解されるべきことに、本願明細書に記載の質問器装置は、波形生成器１１０と送信アンテナ１１４との間の送信信号チェーン内の回路により、波形生成器１１０により生成されるＲＦ信号に導入される倍率により制限されない。例えば、波形生成器１１０がｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を生成するよう構成され、送信アンテナがｋｆ０（ここで、ｋは例えば２、４、８、１６、又は３２のような整数である）の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成される幾つかの実施形態では、波形生成器１１０と送信アンテナ１１４との間の送信信号チェーン内の回路は、倍率ｋで波形生成器により生成されたＲＦ信号の周波数を増大するよう構成されて良い。一例として、図８Ａ及び８Ｂに示すように、波形生成器１１０が７．５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を生成し、送信アンテナ１１４が６０ＧＨｚで送信するとき、波形生成器１１０と送信アンテナ１１４との間の送信信号チェーン内の回路は、倍率８で波形生成器により生成されたＲＦ信号の周波数を増大するよう構成されて良い。更に別の例として、波形生成器１１０が１５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を生成し、送信アンテナ１１４が６０ＧＨｚで送信するとき、波形生成器１１０と送信アンテナ１１４との間の送信信号チェーン内の回路は、倍率４で波形生成器により生成されたＲＦ信号の周波数を増大するよう構成されて良い。更に別の例として、波形生成器１１０が３０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を生成し、送信アンテナ１１４が６０ＧＨｚで送信するとき、波形生成器１１０と送信アンテナ１１４との間の送信信号チェーン内の回路は、倍率２で波形生成器により生成されたＲＦ信号の周波数を増大するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、第１中心周波数と異なる第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。例えば、第２中心周波数は、第１周波数の高調波であって良い。したがって、送信アンテナ１１４は、ｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、受信アンテナ１１６は、２ｆ０の中心周波数を有するＲＦ信号（又はｆ０の任意の他の適切な高調波）を受信するよう構成される。一例として、送信アンテナ１１４は、４〜６ＧＨｚ（例えば５ＧＨｚ）の範囲内の又は５０〜７０ＧＨｚ（例えば６０ＧＨｚ）の範囲内の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、８〜１２ＧＨｚ（例えば１０ＧＨｚ）の範囲内の又は１００〜１４０ＧＨｚ（例えば１２０ＧＨｚ）の範囲内の中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。
幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４は、ある種類の偏波を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、異なる種類の偏波を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。本願明細書で議論されるように、このような構成は、目標装置（例えば、図９Ａ〜９Ｈへの参照を含み本願明細書に記載された任意の目標装置）との通信において質問器装置８００により受信された信号に対する複数経路の影響を低減するよう機能するので、有利な場合がある。送信アンテナ１１４は、第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、第１回転方向と全く異なる（例えば反対の）第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。一例として、送信アンテナ１１４は、時計回り（又は反時計回り）方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良く、受信アンテナ１１６は、反時計回り（又は時計回り）方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６の各々は、任意の適切な種類のアンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。幾つかの実施形態では、送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６の一方又は両方は、送信及び受信回路１１２ａに差動結合されて良い。
図８Ａに示すように、受信アンテナ１１６により受信されたＲＦ信号は、増幅器８１１により増幅され、周波数ミキサ８１２により、送信アンテナ１１４により送信されるＲＦ信号の送信バージョンと混合される。図８Ａの説明のための実施形態では、周波数逓倍器８０６により出力されるＲＦ信号は、（１）増幅器８０７により増幅され、次に送信のために送信アンテナ１１４に供給され、（２）増幅器８０８，周波数逓倍器８０９、及び増幅器８１０を含む信号変換チェーンにより変換され、次に受信アンテナ１１６により受信され且つ増幅器８１１により増幅されたＲＦ信号と混合するために周波数ミキサ８１２に供給される。周波数ミキサ８１２に出力された混合ＲＦ信号は、制御回路１１８に供給される前に、増幅器８１３及び８１４により像ふくさｒえ、フィルタ８１５によりフィルタリングされ、ＡＤＣ８１６によりデジタル化される。
本願明細書で議論されるように、幾つかの実施形態では、質問器装置８００は、第１中心周波数ｆ０を有するＲＦ信号を目標装置へ送信し、第１中心周波数の高調波（例えば２ｆ０）であって良い第２中心周波数を有するＲＦ信号を目標装置から受信して良い。このような実施形態では、目標装置は、自身が質問器装置８００から受信したＲＦ信号（つまり、第１中心周波数を有するＲＦ信号）を変換して、第２中心周波数を有するＲＦ信号を得るよう構成されて良い。この目的のために、目標装置は、第１中心周波数を有する受信ＲＦ信号から、第２中心周波数を有するＲＦ信号を生成する信号変換回路（例えば、図９Ａを参照して後述する信号変換回路１２４ａ）を有して良い。
本願明細書にも記載のように、質問器装置８００は、質問器装置と目標装置との間の距離の決定を促進する際に、自身が目標装置へ送信するＲＦ信号、及び自身が目標装置から受信するＲＦ信号を使用するよう構成される。したがって、幾つかの実施形態では、目標装置が、質問器装置へＲＦ信号を返送する前に目標装置が質問器装置から受信するＲＦ信号を変換し得る方法と同様に、質問器装置８００は、自身が目標装置へ送信するＲＦ信号を変換して良い。このように、送信ＲＦ信号は、受信信号と同じ中心周波数を有するよう、質問器装置により変換されて良い。これは、質問器装置と目標装置との間の距離を示す混合ＲＦ信号を得るために、変換ＲＦ信号及び受信ＲＦ信号が周波数ミキサを用いて混合されることを可能にする。
例えば、図８Ａに示すように、質問器装置８００により目標装置（例えば、図９Ａを参照して記載した目標装置９００）へ送信されたＲＦ信号は、目標装置内の周波数逓倍器（例えば、周波数逓倍器９０８）が質問器装置８００から受信したＲＦ信号を変換するの同様の方法で、周波数逓倍器８０９により変換されて良い。一例として、周波数逓倍器８０９及び周波数逓倍器９０８は、それぞれ、周波数２倍器であって良い。したがって、質問器装置８００は、（１）目標装置９００へ、中心周波数ｆ０を有するＲＦ信号を送信し、（２）中心周波数ｆ０を有するＲＦ信号を、中心周波数２ｆ０を有する変換ＲＦ信号に変換し、（３）目標装置で（例えば、周波数逓倍器９０８により）実行された処理により中心周波数２ｆ０を有する変換ＲＦ信号を目標装置９００から受信したＲＦ信号と混合する。
図８Ａの説明のための実施形態では、送信ＲＦ信号は、受信アンテナ１１６により得られたＲＦ信号と同じ中心周波数（例えば２ｆ０）を有する取得した変換ＲＦ信号に、周波数逓倍器８０９を用いて変換される。したがって、周波数ミキサ８１２により混合され且つ後にＡＤＣ８１６によりデジタル化されるＲＦ信号は、中心周波数２ｆ０を有する。他の実施形態では、送信ＲＦ信号を変換する代わりに、受信ＲＦ信号は、代わりに周波数分周回路により変換されて、送信ＲＦ信号と同じ中心周波数（例えばｆ０）を有する変換ＲＦ信号を取得して良い。このような実施形態では、周波数ミキサ８１２により混合され、後にＡＤＣ８１６によりデジタル化されるＲＦ信号は、中心周波数ｆ０を有する。これは、コストを低減し、及び／又は周波数ミキサ８１２及び／又はＡＤＣ８１６の性能を向上し得る。
質問器装置８００は、本願明細書に記載の方法のうちの任意の方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、質問器装置８００は、基板上に製造された送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６と、基板に搭載され、送信及び受信回路１１２ａに結合され、及び基板上に製造された送信及び受信回路１１２ａを有する半導体ダイと、を有する基板（例えば、プリント回路基板）を有する。このような実施形態では、送信及び受信回路１１２ａは、半導体ダイにモノリシックに統合された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイは、基板に接合されたフリップチップであって良い。幾つかの実施形態では、基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、送信アンテナ１１４及び受信アンテナ１１６は、少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、基板上に製造されて良い。
幾つかの実施形態では、質問器装置の１又は複数の部分（例えば、送信及び受信回路１１２ａ）は、半導体ダイ上に製造された集積回路の部分であって良いが、他の実施形態では、同じ部分が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
理解されるべきことに、図８Ａに示す実施形態は説明のためであり、変形が存在する。例えば、幾つかの実施形態では、図８Ａに示す回路の任意の対の間の任意の適切な種類の０、１、２、３、又は任意の適切な数の増幅器があって良い。別の例として、図８Ａに示す回路の任意の対の間の任意の適切な種類の０、１、２、３、又は任意の適切な数のフィルタがあって良い。別の例として、図示した実施形態では、ＡＤＣ８１６は送信及び受信回路１１２ａの部分であり、したがって、デジタル化波形は、送信及び受信回路１１２ａから制御回路１１８へ出力されるが、他の実施形態では、ＡＤＣ８１６は、送信及び受信回路１１２ａの部分ではなく、代わりに処理チェーンの更なる下流にあって良い。このような実施形態では、アナログ波形は、送信及び受信回路１１２ａから制御回路１１８へ出力されて良い。
本願明細書に記載のように、波形生成器１１０は、幾つかの実施形態では、周波数変調波形を含む任意の適切な種類の任意のＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。例えば、波形生成器１１０は、線形周波数変調波形（本願明細書では「チャープ」と呼ばれることが多い）を生成するよう構成されて良い。図８Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄに示す実施形態を含む幾つかの実施形態では、波形生成器１１０は、所望の周波数でチャープを生成するために、位相ロックドループ（phase−locked loop：ＰＬＬ）に依存する閉ループ方式を用いてチャープを生成するよう構成されて良い。
図８Ｂは、波形生成器１１０ｂ、送信及び受信回路１１２ｂ、送信アンテナ１１４、及び受信アンテナ１１６を有する、説明のための質問器装置８２５のブロック図である。波形生成器１１０ｂは、電圧制御発振器８２８、及び線８２７上の電圧信号により電圧制御発振器を駆動して７．５ＧＨｚの中心周波数を有する線形周波数変調（linear frequency modulated：ＬＦＭ）ＲＦ信号を生成するよう構成されるチャープＰＬＬ回路８２６を含む。生成されたチャープは、フィードバック線８２９によりチャープＰＬＬ回路８２６に、及び線８３０により送信及び受信回路１１２ｂにも供給される。チャープＰＬＬ回路８２６、線８２７、ＶＣＯ８２８、及びフィードバック線８２９は、チャープ位相ロックドループを構成する。
理解されるべきことに、チャープＰＬＬ回路８２６は、図１３Ａを参照して更に詳述される所謂「掃引基準」方法で直接デジタル合成器を用いること、図１３Ｂを参照して更に詳述する所謂「フィードバックループ摂動」方法で位相ロックドループに摂動を与えるためにステップ又はインパルスのような補助入力を用いること、及び図１３Ｃを参照して更に詳述する所謂「ステップ周波数」方法でＰＬＬの周波数をステップさせるデジタルロジックを用いること、を含む多数の方法のうちの任意の方法で、チャープ波形を生成するよう構成されて良い。
図８Ｂの実施形態では、送信及び受信回路１１２ｂは、周波数逓倍器回路８３２、周波数逓倍器回路８３６、増幅器８３４、８３５、８３８、及び８４２、並びに周波数ミキサ８４０を含む。波形生成器１１０ｂにより生成されるＲＦ信号は、線８３０を介して周波数逓倍器回路８３２に供給される。周波数逓倍器回路８３２は、任意の適切な倍率で（例えば、２、４、８、１６等の倍率で）入力ＲＦ信号の周波数を倍増するよう構成されて良い。図８Ｂの説明のための実施形態では、周波数逓倍器回路８３２は、倍率８で入力ＲＦ信号の周波数を倍増するよう構成される。したがって、例えば、７．５ＧＨｚの中心周波数を有する入力ＲＦ信号は、周波数逓倍器回路８３２により、６０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号に変換される。周波数逓倍器回路８３２は、任意の適切な方法で実装されて良く、例えば任意の適切な数の周波数逓倍器及び増幅器のシリーズを用いて実装されて良い。例えば、周波数逓倍器回路は、図８Ａを参照して記載された周波数逓倍器及び増幅器８０２〜８００６のシリーズを用いて実装されて良い。
図８Ｂに示すように、周波数逓倍器回路８３２により出力されたＲＦ信号は、増幅器８３４及び８３５を用いて増幅され、続いて、送信アンテナ１１４に供給される。送信アンテナ１１４は、６０ＧＨｚの中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成される。周波数逓倍器回路により出力されたＲＦ信号は、周波数逓倍器回路８３６にも供給される。周波数逓倍器回路８３６は、（例えば、送信アンテナ１１４により送信され目標装置において受信されるＲＦ信号に対して、目標装置により実行され得る同様の変換に合わせるために）倍率２でＲＦ信号の周波数を更に増大させ、１２０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を得る。周波数逓倍器回路８３６により出力されたＲＦ信号は、増幅器８３８により増幅され、周波数ミキサ８４０を用いて、受信アンテナ１１６により目標装置から受信され且つ増幅器８４２により増幅されたＲＦ信号と混合され、周波数ミキサ８４０から線８４１上に出力される混合ＲＦ信号を得る。線８４１に出力された混合ＲＦ信号は、質問器装置８２５と目標装置との間の距離を示し得る。線８４１上に出力された混合信号は、任意の適切な方法で更に処理されて良く、例えば、ＡＤＣを用いてデジタル化される前に、１又は複数の増幅器及び／又はフィルタにより処理されて良い（例えば、図８Ａを参照して記載した周波数ミキサ８１２により生成された混合ＲＦ信号の場合のように）。
図８Ｂの説明のための実施形態では、波形生成器１１０ｂは７．５ＧＨｚの中心周波数を有するチャープ波形を生成するよう構成されるが、これは、本願明細書に記載の技術の態様の限定ではなく、波形生成器１１０は任意の適切な中心周波数を有するチャープ波形を生成するよう構成されて良い。
本願明細書に記載のように、幾つかの実施形態では、質問器装置は、第１中心周波数ｆ０を有するＲＦ信号を目標装置へ送信し、第１中心周波数の高調波、例えば２ｆ０である第２周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される、送信アンテナを有して良い。このような実施形態では、質問器装置の中の波形生成器部分は、第１中心周波数又は第２中心周波数を有するＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。これは、図８Ｃ及び８Ｄに示す設計を含む代替の送信及び受信回路設計を可能にする。
図８Ｃは、波形生成器１１０ｃ、送信及び受信回路１１２ｃ、送信アンテナ１１４、及び受信アンテナ１１６を有する、説明のための質問器装置８５０のブロック図である。波形生成器１１０ｃは、電圧制御発振器８２８、及び線８２７上の電圧信号により電圧制御発振器を駆動して６０ＧＨｚの中心周波数を有する線形周波数変調（linear frequency modulated：ＬＦＭ）ＲＦ信号を生成するよう構成されるチャープＰＬＬ回路８２６を含む。生成されたチャープは、線８５１を介して送信及び受信回路１１２ｃに供給される。
図８Ｃの実施形態では、送信及び受信回路１１２ｃは、周波数逓倍器回路８３６、増幅器８３４、８３５、８３８、及び８４２、周波数ミキサ８４０、並びに周波数分周器８５６、８５７及び８５８を含む。図８Ｂの送信及び受信回路１１２ｂと比べて、送信及び受信回路１１２ｃは、周波数逓倍器８３２を含まない。これは、波形生成器１１０ｃが、６０ＧＨｚの中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を生成するからである（６０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナ１１４により送信される前に、倍率８で増大される必要のある７．５ＧＨの中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を生成する波形生成器１１０ｂと異なる）。６０ＧＨｚの中心周波数を有し且つ増幅器８３４により増幅されたＲＦ信号は、増幅器８３５及び続けて送信アンテナ１１４に供給されるだけでなく、周波数分周器８５６、８５７及び８５８のシリーズにも供給されて、７．５ＧＨの中心周波数を有するＲＦ信号を提供する。このＲＦ信号は、線８５２を介してチャープＰＬＬ回路８２６に供給され、それによりフィードバックループを提供する。図８Ｂの実施形態では線８２９はチャープＰＬＬのフィードバックループを提供したが、図８の実施形態のフィードバックループは、線８５１、増幅器８５４及び８３４、周波数分周器８５６〜８５８、及び線８５２を含む。
図８Ｄは、波形生成器１１０ｄ、送信及び受信回路１１２ｄ、送信アンテナ１１４、及び受信アンテナ１１６を有する、説明のための質問器装置８６０のブロック図である。波形生成器１１０ｄは、電圧制御発振器８２８、及び線８２７上の電圧信号により電圧制御発振器を駆動して１２０ＧＨｚの中心周波数を有する線形周波数変調（linear frequency modulated：ＬＦＭ）ＲＦ信号を生成するよう構成されるチャープＰＬＬ回路８２６を含む。生成されたチャープは、線８６１を介して送信及び受信回路１１２ｃに供給される。
図８Ｄの実施形態では、送信及び受信回路１１２ｄは、増幅器８３４、８３５、８３８、８４２及び８６６、周波数ミキサ８４０、並びに周波数分周器８６４、８５６、８５７及び８５８を含む。図８Ｃの送信及び受信回路１１２ｃと比べて、送信及び受信回路１１２ｄは、周波数逓倍器８３６を含まない。これは、波形生成器１１０ｄが、１２０ＧＨｚの中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を生成するからである（１２０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成される受信アンテナ１６により受信されるＲＦ信号と混合される前に、倍率２で増大される必要のある６０ＧＨの中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を生成する波形生成器１１０ｃと異なる）。１２０ＧＨｚの中心周波数を有し増幅器８３４により増幅されたＲＦ信号は、周波数分周器８６４に供給されて、６０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を得る。この信号は、（１）増幅器８６６及び８３４による増幅の後に、送信アンテナ１４により送信され、（２）周波数分周器８５６、８５７及び８５８のシリーズにより波形生成器１１０ｄにフィードバックされて、７．５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を提供し、該ＲＦ信号は線８６２を介してチャープＰＬＬ回路８２６に供給され、それによりフィードバックループを提供する。したがって、図８Ｄの実施形態では、フィードバックループは、線８６１、増幅器８５４及び８３４、周波数分周器８５６〜８５８及び８６４、線８６２を含む。
上述のように、幾つかの実施形態では、質問器装置は、線形周波数変調（ＬＦＭ）ＲＦ信号（ＲＦチャープ）を生成するよう構成される波形生成器を有して良い。幾つかの実施形態では、波形生成器は、位相ロックドループ（ＰＬＬ）を用いてＲＦチャープを生成するよう構成されて良い。このような閉ループ手法の説明のための例は、図１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃを参照して後述される。しかしながら、理解されるべきことに、波形生成器は、ＲＦチャープを生成するためにＰＬＬを用いることに限定されず、例えば、開ループ（非ＰＬＬ制御）発振器を用いてＲＦチャープを合成するよう構成されて良い。更に理解されるべきことに、波形生成器はＲＦチャープを生成することに限定されず、本願明細書に記載のＲＦ信号のうちの任意のものを含む任意の適切なＲＦ信号を生成するよう構成されて良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。
図１３Ａは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、位相ロックドループを用いて線形周波数変調波形を生成するよう構成される波形生成器回路１３００を示すブロック図である。波形生成器回路１３００は、例として及び限定ではなく、図８Ａ〜Ｄを参照して上述した波形生成器１１０、１１０ｂ、１１０ｃ、及び１１０ｄを含む本願明細書に記載の任意の波形生成器の部分であって良い。
波形生成器回路１３００は、所謂「掃引基準」手法で直接デジタル合成器１３１０を用いてＲＦチャープを生成するよう構成される。図１３Ａに示すように、波形生成器回路１３００は、電圧制御発振器（voltage controlled oscillator：ＶＣＯ）１３０２、信号スプリッタ１３０４、線１３０５により供給される入力によりプログラム可能なプログラマブルデジタル分周器１３０６、周波数逓倍器１３０８、直接デジタル合成器１３１０、及びループフィルタ１３１２を含む。ＤＤＳ１３１０は、結果として生じる位相ロックドループのための基準発振器として動作する。
幾つかの実施形態では、ＤＤＳ１３１０は、デジタル波形（例えば、正弦波、チャープ、又は任意の他の適切な波形）の値を（例えば、ＤＤＳ１３１０のメモリ部分に）格納するデジタル合成器であって良い。ＤＤＳ１３１０は、格納された値を、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を通じて「再生」するよう構成される。つまり、ＤＤＳ１３１０は、ＤＡＣを用いて格納された値を処理するよう構成されて良い。ＤＡＣは、幾つかの実施形態ではＤＤＳ１３１０の部分であり、結果として生じるアナログ値を出力して良い。ＤＤＳ１３１０がデジタル波形の格納された値を出力するレートは、ＤＤＳ１３１０の出力周波数を決定して良い。幾つかの実施形態では、ＤＤＳ１３１０は、中心基準クロック周波数の上及び下で、チャープ変調されて良く、それにより、ＶＣＯ１３０２の出力をその搬送波周波数にチャープさせる。ＤＤＳ１３１０は、種々の方法のうちの任意の方法でチャープ変調されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、ＤＤＳ１３１０は、固定周波数正弦波を格納し、それが再生されるレートを変調して良い。正弦波の長さに渡り線形に再生のレートを変調することは、結果としてＤＤＳ１３１０により生成されるチャープを生じる。他の実施形態では、ＤＤＳ１３１０は、単にチャープを格納し、固定再生レートで再生して良い。ＤＤＳ１３１０の出力は、ＰＬＬ内で増加され、それによりＲＦ出力線１３０７において関心マイクロ波周波数のチャープを提供する。
幾つかの実施形態では、波形生成器回路１３００は、少なくとも部分的に半導体ダイ上に生成されて良い。例えば、図１３Ａに示すように、発振器１３０２、信号スプリッタ１３０４、プログラマブルデジタル分周器１３０６、及び周波数ミキサ１３０８は、質問器の半導体ダイ部分に製造された集積回路として実現されて良い。他方で、直接デジタル合成器１３１０及びループフィルタ１３１２は、例えば基板上の個別コンポーネントとして、半導体ダイの外に実装されて良い。しかしながら、他の実施形態では、波形回路１３００のコンポーネントのうちの全部、いずれも、又は異なる部分集合が、質問器の半導体ダイ部分上の集積回路として実現されて良い。
図１３Ｂは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、位相ロックドループを用いて周波数変調波形を生成するよう構成される波形生成器回路１３２０を示すブロック図である。波形生成器回路１３２０は、例として及び限定ではなく、図８Ａ〜Ｄを参照して上述した波形生成器１１０、１１０ｂ、１１０ｃ、及び１１０ｄを含む本願明細書に記載の任意の波形生成器の部分であって良い。
波形生成器回路１３２０は、所謂「フィードバックループ摂動」方法で、位相ロックドループを摂動させるステップ又はインパルスのような補助入力を用いてＲＦチャープを生成するよう構成される。図１３Ｂに示すように、波形生成器回路１３２０は、電圧制御発振器（voltage controlled oscillator：ＶＣＯ）１３２２、信号スプリッタ１３２４、線１３２５により供給される入力によりプログラム可能なプログラマブルデジタル分周器１３２６、周波数逓倍器（「位相比較器」と呼ばれる場合が多い）１３２８、加算ブロック１３３０、及びループフィルタ１３３２を含む。さらに、波形生成器回路は、固定周波数基準発振器１３３６（例えば、水晶振動子）及びステップ／インパルス生成器１３３４を含む。加算ブロック１３３０は、ＰＬＬ内にあり、ステップ／インパルス生成器１３３４により生成されたステップ及び／又はインパルスがループに直接供給されるようにし、それにより、ループを摂動させて、所望の周波数に引き上げ、次にそのプログラムされた周波数まで正確に下げ戻す。フィードバックループ内のこの摂動は、ループフィルタ１３３２の２次伝達関数に依存して、上へ次に下へのチャープを生じ得る。したがって、線１３２７上に供給される出力は線形チャープである。このフィードバックループ摂動技術は、図１３Ａ及び１３Ｃを参照して記載したＰＬＬ技術より正確ではない場合があるが、実装が安価である可能性がある。
幾つかの実施形態では、波形生成器回路１３２０は、少なくとも部分的に半導体ダイ上に製造されて良い。例えば、図１３Ｂに示すように、発振器１３２２、信号スプリッタ１３２４、プログラマブルデジタル分周器１３２６、周波数ミキサ１３２８、及び加算ブロック１３３０は、質問器の半導体ダイ部分に製造された集積回路として実現されて良い。他方で、ループフィルタ１３３２、ステップ／インパルス生成器１３３４、及び固定周波数基準発振器１３３６は、例えば基板上の個別コンポーネントとして、半導体ダイの外に実装されて良い。しかしながら、他の実施形態では、波形回路１３２０のコンポーネントのうちの全部、いずれも、又は異なる部分集合が、質問器の半導体ダイ部分上の集積回路として実現されて良い。
図１３Ｃは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、位相ロックドループを用いて周波数変調波形を生成するよう構成される波形生成器回路１３４０を示すブロック図である。波形生成器回路１３４０は、例として及び限定ではなく、図８Ａ〜Ｄを参照して上述した波形生成器１１０、１１０ｂ、１１０ｃ、及び１１０ｄを含む本願明細書に記載の任意の波形生成器の部分であって良い。
波形生成器回路１３４０は、所謂「ステップ周波数」手法でＰＬＬの周波数をステップさせるためにデジタルロジックを用いてＲＦチャープを生成するよう構成される。図１３Ｃに示すように、波形生成器回路１３４０は、電圧制御発振器（voltage controlled oscillator：ＶＣＯ）１３４１、信号スプリッタ１３４２、デジタル制御ロジックブロック１３４６に結合されるプログラマブルデジタル分周器１３４４、周波数逓倍器１３４８、固定周波数基準発振器１３５２（例えば、水晶振動子）、及びループフィルタ１３５０を含む。波形生成器回路１３４０内のＰＬＬの周波数は、デジタル制御ロジックブロック１３４６（又はマイクロプロセッサ又はＰＦＧＡのような別の装置）からプログラマブルデジタル分周器１３４４へ送信されるコマンドによりデジタル方式でステップさせられて良い。これらの周波数ステップコマンドは、周波数における線形ステップであって良い。ループフィルタ１３５０の２次応答は、線１３４７上に提供される出力が滑らかな線形ＦＭチャープであるように、周波数ステップに渡り平滑化されて良い。
幾つかの実施形態では、波形生成器回路１３４０は、少なくとも部分的に半導体ダイ上に製造されて良い。例えば、図１３Ｃに示すように、発振器１３４１、信号スプリッタ１３４２、プログラマブルデジタル分周器１３４４、デジタル制御ロジックブロック１３４６、及び周波数ミキサ１３４８は、質問器の半導体ダイ部分に製造された集積回路として実現されて良い。他方で、ループフィルタ１３５０、及び固定周波数基準発振器１３５２は、例えば基板上の個別コンポーネントとして、半導体ダイの外に実装されて良い。しかしながら、他の実施形態では、波形回路１３４０のコンポーネントのうちの全部、いずれも、又は異なる部分集合が、質問器の半導体ダイ部分上の集積回路として実現されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、デジタル制御ロジックブロック１３４６は、チップ外に実装されて良い。
図９Ａは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、目標装置９００のコンポーネントを示すブロック図である。図９Ａの説明のための実施形態では、目標装置９００は、受信アンテナ１２２、信号変換回路１２４ａ、及び送信アンテナ１２６を含む。受信アンテナ１２２の出力は、線９０２を介して、信号変換回路１２４ａの入力に結合される。信号変換回路１２４ａの出力は、線９１４を介して、送信アンテナ１２６に結合される。
図９Ａに示すように、信号変換回路１２４ａは、増幅器９０４、周波数逓倍器９０８、及び増幅器９１２を含む。受信アンテナ１２２により出力される信号は、線９０２を介して増幅器９０４に供給されて良い。増幅器９０４は、線９０２を介して受信された信号を増幅し、線９０６を介して増幅信号を周波数逓倍器９０８へ供給する。周波数逓倍器９０８は、線９０６を介して受信した入力信号の周波数の倍数である周波数を有する出力信号を生成し、線９１０を介して該出力信号を増幅器９１２に供給する。増幅器９１２は、線９１０を介して受信した信号を増幅し、線９１４を介して増幅信号を送信アンテナ１２６へ供給する。
幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は、中心周波数ｆ０を有する入力信号を受信し、ｆ０の整数倍である中心周波数を有する出力信号を生成して良い。例えば、周波数逓倍器９０８は、中心周波数ｆ０を有する入力信号を受信し、２ｆ０、３ｆ０、４ｆ０、８ｆ０、１０ｆ０、又は任意の他の適切なｆ０の整数倍である中心周波数を有する出力信号を生成して良い。本願明細書に記載の技術の態様は、これに関して限定されない。一例として、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は、５０〜７０ＧＨｚの範囲内（例えば６１．２５ＧＨｚ）の中心周波数を有する入力信号を受信し、１００〜１４０ＧＨｚの範囲内（例えば１２２．５ＧＨｚ）の中心周波数を有する出力信号を生成して良い。別の例として、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は、４〜６ＧＨｚの範囲内（例えば５ＧＨｚ）の中心周波数を有する入力信号を受信し、８〜１２ＧＨｚの範囲内（例えば１０ＧＨｚ）の中心周波数を有する出力信号を生成して良い。
幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は、周波数逓倍器の列（カスケード）として実装されて良い。この列は、連続する周波数逓倍器の間に、１又は複数の増幅器、アイソレータ、及び／又は１又は複数のフィルタを含んで良い。例えば、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は、周波数逓倍器９０８に供給される入力信号の中心周波数の４倍である中心周波数を有する信号を出力するよう構成されて良い。このような例では、周波数逓倍器は、単一の「４×」周波数逓倍器、又は２個の「２×」周波数逓倍器のシーケンスであって、各々が自身に供給される入力信号の中心周波数の２倍である中心周波数を有する信号を出力するよう構成される、シーケンス、として実装されて良い。１又は複数の増幅器及び／又はフィルタは、「２×」周波数逓倍器の間に設けられて良い。
幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は非線形回路を含んで良い。非線形回路は、周波数逓倍器９０８に供給される入力信号を歪ませ、入力信号の中心周波数の倍数である中心周波数を有する信号を生成して良い。さらに、周波数逓倍器９０８は、出力信号のために所望の中心周波数（例えば、所望の高調波周波数）を選択し及び基本及び／又は１又は複数の他の高調波周波数成分を非線形歪み信号から除去する１又は複数の（例えば、帯域通過）フィルタを含んで良い。
幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８内の非線形回路は、ダイオードであって良い。周波数逓倍器９０８は、任意の適切な種類のダイオード周波数逓倍器であって良い。例えば、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器９０８は、ショットキーダイオード、シリコンダイオード、バリスタ型ダイオード周波数逓倍器、バラクタ型周波数逓倍器、ステップリカバーダイオード周波数逓倍器、又はＰＩＮダイオード周波数逓倍器、であって良く、これらのうちの任意のもの（例えば全部）は、静止（quiescent）バイアス電流によりバイアスされて良い又はされなくて良い。
図９Ａの図示の実施形態では、増幅器９０４及び９１２の各々は、任意の適切な種類であって良く、入力信号に任意の適切な利得量を含めるために使用されて良い。幾つかの実施形態では、増幅器９０４の利得は、増幅器９１２の利得より大きくて良く、幾つかの例では、増幅器９１２の利得より有意に大きくて良い。例えば、増幅器９０４の利得は、増幅器９１２の利得の少なくとも１０、２０、３０、４０、５０又は１００倍であって良い。増幅器９０４に増幅器９１２より大きな利得量を生じさせることは、周波数逓倍器に可能な限り大きな駆動電力を供給する。さらに、（信号が周波数逓倍器を通過する前に）より低い周波数で電力利得を生じさせるためには、（信号が周波数逓倍器を通過した後に）より高い周波数で同じ量の電力利得を生じさせることよりも、少ない電力しか必要としない。したがって、増幅器９０４を介してより大きな利得量を生じることは、信号変換回路の電力消費要件全体を軽減し、これは有利である。
図９Ａから分かるように、信号変換回路１２４ａ内に周波数逓倍器９０８を包含することは、線９１４を介して送信アンテナ１２６へ出力されるＲＦ信号に、線９０２を介して受信アンテナ１２２から入力されるＲＦ信号より高い周波数を持たせる。したがって、幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２は、第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、送信アンテナ１２６は、第１中心周波数と異なる第２中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。例えば、第２中心周波数は第１周波数の高調波であって良い。特定の例として、第２中心周波数は、第１中心周波数の２倍であって良い（例えば、周波数逓倍器９０８が中心周波数ｆ０を有する入力信号を受信し、中心周波数２ｆ０を有する出力信号を生成するとき）。
幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２は、ある種類の偏波を有するＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、送信アンテナ１２６は、異なる種類の偏波を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。本願明細書で議論されるように、このような構成は、目標装置９００との通信において質問器装置により受信される信号に対するマルチパスの影響を軽減するという点で、有利な場合がある。例えば、受信アンテナ１２２は、第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、送信アンテナ１２６は、第１回転方向と全く異なる（例えば反対の）第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。特定の例として、受信アンテナ１２２は、時計回り（又は反時計回り）方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成されて良く、送信アンテナ１２６は、反時計回り（又は時計回り）方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６の各々は、任意の適切な種類のアンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。
目標装置９００は、本願明細書に記載の方法のうちの任意の方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置９００は、基板上に製造された受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６と、基板に搭載され、受信及び送信アンテナに結合され、且つ基板上に製造された信号変換回路１２４ａを有する半導体ダイと、を有する基板（例えば、プリント回路基板）を有して良い。このような実施形態では、信号変換回路１２４ａは、半導体ダイにモノリシックに統合された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイは、基板に接合されたフリップチップであって良い。幾つかの実施形態では、基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６は、少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、基板上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、目標装置の１又は複数の部分（例えば、信号変換回路１２４ａ）は、半導体ダイ上に製造された集積回路の部分であって良いが、他の実施形態では、同じ部分が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
理解されるべきことに、図９Ａに示す実施形態は説明のためであり、変形が存在する。例えば、図示の実施形態では、単一の増幅器９０４が受信アンテナ１２２と周波数逓倍器９０８との間に示されるが、他の実施形態では、０、２、３、４、５、又はそれより多くの増幅器が受信アンテナ１２２と周波数逓倍器９０８との間に存在して良い。別の例として、図示の実施形態では、単一の増幅器９１２が周波数逓倍器９０８と送信アンテナ１２６との間に示されるが、他の実施形態では、０、２、３、４、５、又はそれより多くの増幅器が周波数逓倍器９０８と送信アンテナ１２６との間に存在して良い。幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２から送信アンテナ１２６への信号チェーン内の増幅器の数及び利得は、信号を生じさせるために望ましい全体の利得量に基づき、及び周波数逓倍器９０８により生じる損失の量の観点から、決定されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器（例えば、逓倍器９０８）は、信号の電力に対して６ｄＢ〜１２ｄＢの損失を生じさせて良く、少なくとも３０ｄＢの全体利得を提供する１又は複数の増幅器（例えば、増幅器９０４及び９１２）は、受信アンテナ１２２と送信アンテナ１２６との間の信号チェーンに導入されて良い。
図９Ａに示す実施形態の変形の別の例として、受信アンテナ１２２から送信アンテナ１２６までの信号経路に沿う回路の任意の対の間に１又は複数のフィルタが存在して良い。更に別の例として、図９Ａの実施形態では受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６は、それぞれ、信号線９０２及び９１４をそれぞれ用いて信号変換回路１２５ａに結合される。しかしながら、他の実施形態では、受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６の一方又は両方は、信号変換回路１２４ａに差動結合されて良い。１つのこのような実施形態は図９Ｂに示される。図９Ｂでは、両方のアンテナが信号変換回路に差動結合される。
図９Ｂの説明のための実施形態では、目標装置９１５は、受信アンテナ１２２、信号変換回路１２４ｂ、及び送信アンテナ１２６を含む。受信アンテナ１２２は、線９１６ａ及び９１６ｂを介して、信号変換回路１２４ｂに差動結合される。送信アンテナ１２６は、信号変換回路１２４ｂに差動結合される。それにより、信号変換回路１２４ｂの出力は、線９２８ａ及び９２８ｂを介して送信アンテナ１２６に供給される。受信アンテナ１２２は、任意の適切な種類の受信アンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。送信アンテナ１２６は、任意の適切な種類の送信アンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。
図９Ｂに示すように、信号変換回路１２４ｂは、差動増幅器９１８、周波数逓倍器９２２、及び差動増幅器９２６を含む。受信アンテナ１２２により出力される信号は、線９１６ａ及び９１６ｂを介して差動増幅器９１８に供給されて良い。差動増幅器９１８は、線９１６ａ及び９１６ｂを介して受信された信号の間の差を増幅して良く、結果として生じた増幅信号を、線９２０を介して周波数逓倍器９２２に供給して良い。周波数逓倍器９２２は、線９２０を介して受信した入力信号の周波数の倍数である周波数を有する出力信号を生成し、線９２４ａを介して該出力信号を差動増幅器９２６に供給して良い。差動増幅器９１２は、線９２４ａ及びグランド９２４ｂを介して入力信号を受信して良く、受信信号の間の差を増幅し、及び線９２８ａ及び９２８ｂを介して増幅信号を送信アンテナ１２６へ供給して良い。
図９Ｂの図示の実施形態では、周波数逓倍器９２２は、図９Ａに示す周波数逓倍器を参照して記載した任意の種類を含む、任意の適切な種類であって良い。増幅器９１８及び９２６の各々は、任意の適切な種類であって良く、入力信号に任意の適切な利得量を含めるために使用されて良い。
図９あの実施形態では、受信アンテナ１２２から送信アンテナ１２６への信号チェーン内のコンポーネントのいずれも、差動結合されない。他方で、図９Ａの実施形態では、信号チェーン内の複数のコンポーネントが差動結合される。理解されるべきことに、図９Ａ及び９Ｂの実施形態は、説明のための例であり、目標装置信号処理回路内のコンポーネントが結合されて良く、受信アンテナ１２２から送信アンテナ１２６までの信号処理チェーン内の連続するコンポーネントの任意の適切な対は、互いに差動結合されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、以下のコンポーネント対：受信アンテナ１２２及び増幅器９１８、増幅器９１８及び周波数逓倍器９２２、周波数逓倍器９２２及び増幅器９２６、増幅器９２６及び送信アンテナ１２６、のうちのいずれも、１つ、又は１つより多くが差動結合されて良い。さらに、受信アンテナ１２２と送信アンテナ１２６との間の信号チェーンが１又は複数の他のコンポーネント（例えば、１又は複数の増幅器及び／又はフィルタ）を含むまで、これらのコンポーネントのうちのいずれも、１つ、又は複数は、信号チェーン内の他のコンポーネントに差動結合されて良い。
目標装置９１５は、目標装置９００を参照して記載された方法のうちの任意のものを含み、本願明細書に記載された方法のうちの任意の方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置９１５は、基板上に製造された受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６と、基板に搭載され、受信及び送信アンテナに結合され、且つ基板上に製造された信号変換回路１２４ｂを有する半導体ダイと、を有する基板を有して良い。このような実施形態では、信号変換回路１２４ｂは、半導体ダイにモノリシックに統合された集積回路であって良い。
図９Ｃは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、目標装置９３０のコンポーネントを示すブロック図である。図９Ｃの説明のための実施形態では、目標装置９３０は、受信アンテナ１２２、信号変換回路１２４ｃ、及び送信アンテナ１２６を含む。受信アンテナ１２２の出力は、線９３３を介して、信号変換回路１２４ｃの入力に結合される。信号変換回路１２４ｃの出力は、線９４６を介して、送信アンテナ１２６に結合される。受信アンテナ１２２は、任意の適切な種類の受信アンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。送信アンテナ１２６は、任意の適切な種類の送信アンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。
信号変換回路１２４ｃは、（１）１又は複数の局所発振器を用いて目標装置を用いて生成された信号と受信信号を混合することにより、受信アンテナ１２２から受信した信号の周波数コンテンツを変換し、（２）変換信号を送信アンテナ１２６に供給するよう構成されて良い。例えば、受信アンテナ１２２を介して受信され且つ中心周波数ｆ０を有する信号は、信号変換回路１２４ｃの局所発振器部分により生成され且つ中心周波数ｆ１を有する信号と混合されて、中心周波数ｆ０＋ｆ１を有する信号（ヘテロダイン）を生成して良い。信号変換回路１２４ｃは、任意の適切な中心周波数ｆ１を有する信号を生成するよう構成されて良く、例えば、中心周波数ｆ０（又はｆ０の他の倍数）を有する信号を生成するよう構成されて良く、したがって、これらが受信アンテナ１２２により受信された信号と混合されると、結果として生じる信号は周波数２ｆ０（又はｆ０の任意の他の倍数）を有するだろう。例えば、信号変換回路は、５０〜７０ＧＨｚの範囲内（例えば、６１．２５ＧＨｚ）の中心周波数を有する信号を生成するよう構成されて良い。この信号は、同じく５０〜７０ＧＨｚの範囲内（例えば、６１．２５ＧＨｚ）の中心周波数を有する、受信アンテナ１２２により受信された信号と混合されると、１００〜１４０ＧＨｚの範囲内（例えば、１２２．５ＧＨｚ）の中心周波数を有する信号を生成する。
図９Ｃに示すように、受信アンテナ１２２により受信されたＲＦ信号は、線９３３を介して、増幅器９４０に供給されて良い。増幅器９４０は、信号を増幅して、増幅信号をフィルタ９４２に供給して良い。フィルタ９４２は、高域通過又は任意の他の適切な種類のフィルタであって良く、増幅器９４０から受信した信号をフィルタリングして、フィルタリング信号を増幅器９４４及び９４６に供給して良い。増幅器９４４及び９４６により増幅された信号は、フィルタ９４８によりフィルタリングされ、続いて周波数ミキサ９４５の入力のうちの１つに供給されて良い。周波数ミキサ９４５の他の入力は、局所発振器９３２により生成された信号で開始する信号チェーンにより生成された信号を受信する。局所発振器９３２により出力された信号は、周波数逓倍器９３４に、及び続いて増幅器９３６に供給されて良い。増幅器９３６により増幅された信号は、周波数ミキサ９４５に供給される。
幾つかの実施形態では、（任意の適切な種類の）単一の局所発振器９３２が、受信アンテナ１２２により取得された信号と混合する信号を生成するために使用されて良い。他の実施形態では、複数の発振器が、このような信号を生成するために使用されて良い。例えば、図９Ｃに示した実施形態を含む幾つかの実施形態では、局所発振器９３２により生成された信号の安定性の向上が、局所発振器９３２を被制御局所発振器９３１に結合することにより得られて良い。被制御局所発振器９３１は、恒温槽型発振器、温度制御発振器、及び／又は任意の他の適切な種類の被制御発振器であって良い。このような実施形態では、局所発振器９３２は、被制御発振器９３１の出力を基準信号として有する位相ロックドループを有して良い。したがって、局所発振器９３２により生成される信号の位相は、被制御発振器９３１により生成された信号の位相と同期される。局所発振器９３２により生成される信号の周波数は、被制御局所発振器９３１により生成される信号の周波数の複数倍であって良い。
図９Ｃの図示の実施形態では、増幅器９３６、９４０、９４４、９４６の各々は、任意の適切な種類であって良く、入力信号に任意の適切な利得量を生じさせるために使用されて良い。
周波数逓倍器９３４は、図９Ａを参照して周波数逓倍器９０８を参照して記載された種類のうちの任意の種類を含む任意の適切な種類であって良い。フィルタ９４２及び９４８の各々は、任意の適切な種類であって良い（例えば、高域通過、低域通過、及び帯域通過）。周波数ミキサ９４５は、任意の適切な種類であって良く、１又は複数の非線形要素を用いて、例えば１又は複数のダイオードを使用することにより、実装されて良い。
幾つかの実施形態では、目標装置９３０は、「覚醒」モード及び「休眠」モードを含む複数のモードを有して良い。覚醒モード中、目標装置９３０は、受信アンテナ１２２を介して信号を受信し、信号変換回路１２４ｃを用いて受信信号を変換し、及び送信アンテナ１２６を介して変換信号を送信するよう構成されて良い。休眠モード中、目標装置９３０の１又は複数のコンポーネントは、オフにされて良い。したがって、目標装置は、送信アンテナ１２６を介して信号を送信しない。
幾つかの実施形態では、目標装置９３０は、外部装置から受信した通信に応答して、覚醒及び休眠モードの間で切り換えるよう構成されて良い。図９Ｃの説明のための実施形態では、補助受信機９３８は、外部装置からの通信を受信するよう構成されて良く、該通信に応答して、増幅器９３６、９４２、９４４、及び９４６のうちの１又は複数をオフに切り換えて、それにより目標装置９３０を休眠モードにするよう構成されて良い。理解されるべきことに、図９Ｃの説明のための実施形態では補助受信機９３８は信号変換回路１２４ｃの部分として示されるが、他の実施形態では、補助受信機９３８は、目標装置の任意の他の適切な回路の部分であって良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置９３０は、制御回路（例えば、図２を参照して記載された制御回路１２８）及び／又は外部通信モジュール（例えば、図２を参照して記載された外部通信モジュール１３０）を含んで良く、補助受信機９３８は、制御回路又は外部通信モジュールの部分であって良い。補助受信機９３８は、任意の適切な種類であって良く、例えば、ＺｉｇＢｅｅ互換モジュールであって良く、したがって、補助受信機９３８は１又は複数のＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づく通信プロトコルに従い通信するよう構成される。
目標装置９３０は、目標装置９００を参照して記載された方法のうちの任意のものを含み、本願明細書に記載された方法のうちの任意の方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置９３０は、基板上に製造された受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６と、基板に搭載され、受信及び送信アンテナに結合され、且つ少なくとも幾つかの（例えば全部の）基板上に製造された信号変換回路１２４ｃを有する半導体ダイと、を有する基板を有して良い。このような実施形態では、信号変換回路１２４ｃは、半導体ダイにモノリシックに統合された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、信号変換回路１２４ｃのうちの全部が、半導体ダイ上に製造されて良い。他の実施形態では、信号変換回路１２４ｃの１又は複数のコンポーネント（例えば基準発振器９３１）が、基板上にあるが、ダイの外にあって良い。更に別の実施形態では、半導体ダイが使用されなくて良い。例えば、幾つかの実施形態では、信号処理回路１２４ｃのコンポーネントの各々は、例えばプリント回路基板のような基板に結合された個別コンポーネントのように、実現されて良い。
理解されるべきことに、図９Ｃの実施形態は説明のためであり、変形が存在する。例えば、信号変換回路１２４ｃ内の増幅器の各インスタンスは、他の実施形態では、０、２、又は２以上の増幅器により置き換えられて良い。１つの特定の例として、図９Ｃの実施形態では周波数逓倍器９３４と周波数ミキサ９４５との間に単一の増幅器９３６があるが、他の実施形態では、周波数逓倍器９３４と周波数ミキサ９４５との間に０個又は複数個の増幅器が存在して良い。別の例として、図９Ｃの実施形態では、受信アンテナ１２２と周波数ミキサとの間の信号チェーンは、３個の増幅器と２個のフィルタを含むが、他の実施形態は、任意の適切な方法で配置された任意の適切な数の増幅器及び／又はフィルタを含んで良い。本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。別の例として、局所発振器９３２から周波数ミキサ９４５までの信号チェーン内に単一の周波数逓倍器９３４が存在するが、局所発振器９３２により生成される信号の周波数、及び周波数ミキサ９４５により出力される信号の所望の周波数に依存して、このチェーン内に０個又は複数個の周波数ミキサが存在して良い。別の例として、目標装置９３０内の任意の２個の連続するコンポーネントが、差動結合されて良い。例えば、受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６の各々は、信号変換回路１２６ｃに差動結合されて良い。
以上から理解されるように、幾つかの実施形態では、受信アンテナ１２２により受信され且つ第１中心周波数（例えば、ｆ１＝５．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号は、目標装置９３０のオンボードで生成され且つ第２中心周波数（例えば、ｆ２＝１８．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号と混合されて、第１中心周波数と第２中心周波数の和である第３中心周波数（例えば、ｆ３＝ｆ２＋ｆ１＝２４ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を得て良い。このような実施形態では、周波数ミキサ９４５の出力は、入力信号の周波数の和に対応するヘテロダイン信号である。しかしながら、他の実施形態では、受信アンテナ１２２により受信され且つ第１中心周波数（例えば、ｆ１＝５．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号は、目標装置のオンボードで生成され且つ第２中心周波数（例えば、２９．５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号と混合されて、第１中心周波数と第２中心周波数の差である第３中心周波数（例えば、ｆ３＝ｆ２−ｆ１＝２４ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を得て良い。このような実施形態では、周波数ミキサ９４５の出力は、入力信号の周波数の差に対応するヘテロダイン信号である。
図９Ｃの実施形態の別の変形は、目標装置９３０が、目標装置のオンボードの１又は複数の発振器（例えば、発振器９３２）により生成された周波数における任意のドリフトを補償するために、自動周波数制御回路（automatic frequency control circuit：ＡＦＣ）を更に有するものである。ＡＦＣ回路は、実際の発振器周波数と所望の周波数との間の差を検知し、この検知した差に基づき、この差に比例する制御電圧を生成するよう構成されて良い。また、制御電圧は、目標装置のオンボードにある１又は複数の発振器により生成された周波数における任意のドリフトを補償するために使用されて良い。このドリフトは、温度の変化、負荷、及び／又は任意の他の理由から生じ得る。任意の適切なＡＦＣ回路は、目標装置９３０の部分として使用されて良い。本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。さらに、幾つかの実施形態では、任意の適切なＡＦＣ回路が、目標装置９３０に問い合わせる質問器の部分として使用されて良い。
図９Ｃの実施形態の別の変形は、図９Ｄに示される。図９Ｄは、受信アンテナ１２２，第２受信アンテナ１２３、信号変換回路１２４ｄ、及び送信アンテナ１２６を含む目標装置９３５を示す。アンテナ１２２、１２３及び１２６の各々は、任意の適切な種類のアンテナであって良く、その例は本願明細書で提供される。本実施形態では、図９Ｃに示されるような発振器９３１及び９３２により目標装置においてローカルに生成された基準信号に依存する代わりに、目標装置９３５は、受信アンテナ１２３を介して連続波基準信号を受信する。連続波基準信号は、次に、周波数逓倍器９３４に供給される前に、増幅器９４１に供給される。このように、目標装置は、目標装置の部分として製造するには高価になり得る局所発振器を有する必要がなく、自身で同期するのではなく、基準信号を受信する。このように、目標装置の製造コストは低減できる。
図９Ｅは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、目標装置９５０のコンポーネントを示すブロック図である。図９Ｅの説明のための実施形態では、目標装置９５０は、受信アンテナ１２２、信号変換回路１２４ｅ、及び送信アンテナ１２６を含む。受信アンテナ１２２の出力は、信号変換回路１２４ｅの入力に結合される。信号変換回路１２４ｅの出力は、送信アンテナ１２６の入力に結合される。受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６は、任意の適切な種類であって良く、その例は本願明細書で提供される。
図９Ｅに示すように、信号変換回路１２４ｅは、増幅器９５２、フィルタ９５４、及び周波数逓倍器９５６を含む。受信アンテナ１２２により受信される信号は、線９５１を介して増幅器９５２に供給される。増幅器９５２により増幅された信号は、線９５３を介して、周波数逓倍器９５６に及びフィルタ９５４に供給される。フィルタ９５４によりフィルタリングされた信号は、線９５５を介して増幅器９５２にフィードバックされる。周波数逓倍器９５６は、線９５３を介して増幅器９５２から受信した入力信号の周波数の複数倍である周波数を有する出力信号を生成し、線９５７を介して該出力信号を送信アンテナ１２６に供給する。
図９Ｅの実施形態では、信号変換回路１２４ｅは、増幅器９５２により出力された信号の少なくとも一部が（線９５３、フィルタ９５４、及び線９５５を通じて）増幅器９５２の入力にフィードバックされる、増幅器９５２のためのフィードバックループを含む。この正帰還は、増幅器９５２の利得を増大する。フィードバックループにより増幅装置の利得を増大する処理は、「再生（regeneration）」と呼ばれることが多く、この理由から、目標装置９５０は再生増幅を実行し及び／又は再生回路を含むと言われる場合がある。再生回路は、増幅器９５２、並びに、フィルタ９５４と線９５３と線９５５とを含む増幅器９５２のフィードバックループを有する。増幅器９５２の利得を増大させるために再生増幅を使用することは、目標装置９５２が、所望の利得を達成するために複数の増幅器を使用する代わりに、同じ所望の利得を達成するために単一の増幅器を含むことを可能にする（注３：再生の文脈では、「増幅器９５２の利得」という表現は、増幅器９５２及びそのフィードバックループを含む再生回路に（例えば、受信アンテナ１２２により）供給される信号に生じる利得の短縮表現である。増幅器９５２の利得の増大は、フィードバックループを伴わない増幅器９５２の使用に対して、増幅器９５２と共に再生回路を使用することにより達成される利得を表す。）このように、目標装置９５０に含まれる回路の量、及び目標装置９５０を作動するために必要な電力量は、低減できる。これは、また、目標装置９５０の製造コストを低減する。
フィルタ９５４は、増幅器９５２のフィードバックループの部分であり、増幅器９５２へフィードバックされる信号の利得を制御するために使用され（この利得は、ループ利得として参照される場合が多い）、回路が不安定にならないよう及び発振制御不能にならないようにする。むしろ、フィルタ９５４は、再生増幅処理を安定化させるために十分なループ利得制御を提供し、同時に、再生回路により生成される全体利得を増大する。例えば、幾つかの実施形態では、フィードバックループは、安定して動作され、増幅器９５２の利得において３０ｄＢ利得増加を可能にする。幾つかの例では、増幅器９５２の利息における５０×増加が達成され得る。
幾つかの実施形態では、再生回路により生成される利得のより大きな増加を可能にしながら、再生回路の動作を更に安定化させるために、追加コンポーネントが再生回路に追加されて良い。１つのこのような実施形態は図９Ｆに示される。図９Ｆは、図９Ｅに示され且つ図９Ｅを参照して記載された回路に加えて、クエンチ制御回路９５８を含む信号変換回路１２４ｆを有する目標装置９６０を示す。クエンチ制御回路９５８は、再生回路内の電流レベルをモニタし、回路が発振制御不能になることを防ぐために増幅器９５２に供給される電力量を低減するよう構成されて良い。（フィルタ９５４により供給される利得制御に加えて）クエンチ制御回路９５８により供給される追加利得制御は、幾つかの実施形態では、再生回路を制御不能発振の状態のより近くで（しかし該状態ではない）動作させることにより、追加利得１０〜２０ｄＢを提供し得る。クエンチ制御回路９５８の導入は再生回路の利得における更に大きな増加を可能にするので、結果として生じる回路（つまり、増幅器９５２、線９５３とフィルタ９５４と線９５５とを通じる増幅器９５２のフィードバックループ、及びクエンチ制御回路９５８）は、超再生回路と呼ぶことができる。
図９Ｅ及び９Ｆの実施形態では、増幅器９５２は、任意の適切な種類の増幅器であって良く、フィルタ９５４は任意の適切な種類のフィルタであって良く、周波数逓倍器９５６は、図９Ａに示した周波数逓倍器９０８を参照して記載した種類のうちの任意のものを含む任意の適切な種類の周波数逓倍器であって良い。目標装置９５０及び９６０は、任意の適切な方法で実装されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置９５０（又は９６０）は、基板上に製造された受信アンテナ１２２及び送信アンテナ１２６と、基板に搭載され、受信及び送信アンテナに結合され、且つ基板上に製造された信号変換回路１２４ｅ（又は１２４ｆ）を有する半導体ダイと、を有する基板を有して良い。
本願明細書で議論されるように、幾つかの実施形態では、目標装置の１又は複数のコンポーネントは、目標装置の部分である半導体ダイ上に製造された集積回路であって良い。例えば、目標装置は、基板に結合された１又は複数のアンテナと、及び更に基板に結合され且つ半導体ダイに統合された信号変換回路を有する半導体ダイと、を有する基板を有して良い。しかしながら、他の実施形態では、目標装置は、（例えば、コンポーネントのうちのいずれも集積回路として実装せずに）基板に結合された個別コンポーネントの集合として実現されて良い。目標装置の１つのこのような実施形態は、図９Ｃ及び９Ｈに示される。これらの図は、プリント回路基板に個別コンポーネントの集合として実装された目標装置９７０の前面及び背面図を示す。目標装置９７０の前面図は、目標装置の大きさの感覚を提供するために、米国２５セント硬貨の隣に示される。
目標装置９７０は、円偏波デュアルモードスロットアンテナ９８７を有する。スロットは、図９Ｈに示すプリント回路基板の背面にある。図９Ｇに示すように、アンテナ９８７により受信されたＲＦ信号は、ＲＦ信号をフィルタ９７２へ出力するスプリッタ９７１に出力される。フィルタ９８２によりフィルタリングされるＲＦ信号は、低雑音増幅器９７３に供給される。低雑音増幅器９７３により出力されるＲＦ信号は、減衰器９７４により減衰され、続いて増幅器９７５により増幅される。増幅器９７５により出力されるＲＦ信号は、減衰器９７６により減衰され、続いて増幅器９７７により増幅される。増幅器９７７により出力されたＲＦ信号は、フィルタ９７８によりフィルタリングされ、減衰器９７９により減衰され、次に周波数逓倍器９８０に供給される。周波数逓倍器９８０は、中心周波数ｆ０（例えば５ＧＨｚ）を有する入力信号を受信し、中心周波数２ｆ０（例えば１０ＧＨｚ）を有する出力信号を生成し、それにより周波数２倍器として動作するよう構成される。
次に、周波数逓倍器９８０により出力されるＲＦ信号は、減衰器９８１により減衰され、続いて増幅器９８２により増幅される。増幅器９８２により増幅されたＲＦ信号は、フィルタ９８３によりフィルタリングされ、減衰器９８４により減衰され、フィルタ９８５によりフィルタリングされ、スプリッタ９８６に供給される。スプリッタ９８６は、デュアルモードスロットアンテナ９８７に結合され、送信のためにデュアルモードスロットアンテナにＲＦ信号を供給する。スプリッタ９８６は、ＲＦ信号を分離して、２つの９０度位相のずれたＲＦ信号（「同位相（in−phase）」信号及び「直交（quadrature）」信号と呼ばれることが多い）を生成し、これらの信号をデュアルモードスロットアンテナ９８７に供給する。
上述の目標装置の説明のための実施形態から分かるように、幾つかの実施形態では、目標装置は、異なる帯域内の周波数でＲＦ信号を送信し及び受信するよう構成される単一の２重帯域アンテナを有して良い。２重帯域アンテナを有する目標装置の別の説明のための例は図１０に示される。図１０は、基板１００１上に配置された単一の２重帯域アンテナ１００４と回路１００２とを有する基板１００１を有する目標装置１０００のブロック図である。回路１００２は、２重帯域アンテナ１００４に結合された周波数逓倍器１００６、周波数逓倍器１００６に結合されたバイアス制御回路１００８、及びバイアス制御回路１００８に結合された補助受信機１０１０を含む。周波数逓倍器１００６は、本願明細書に記載の任意の種類のものを含む任意の適切な種類であって良い。補助受信機１０１０は、任意の適切な種類であって良く、例えば、ＺｉｇＢｅｅ互換モジュールであって良く、したがって、補助受信機１０１０は１又は複数のＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づく通信プロトコルに従い通信するよう構成される。
幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナ１００４の受信チャネルで受信されたＲＦ信号は、周波数逓倍器１００６（例えば、２×逓倍器、３×逓倍器、４×逓倍器、８×逓倍器、等）に供給され、続けて、周波数逓倍器１００６により作用され、２重帯域アンテナの送信チャネルを用いて送信される。例えば、第１中心周波数ｆ０を有するマイクロ波ＲＦ信号は、２重帯域アンテナ１００４の受信チャネルで受信され、周波数逓倍器１００６に供給されて良い。周波数逓倍器１００６は、受信マイクロ波ＲＦ信号を変換して、第１中心周波数の高調波である第２中心周波数（例えば、２ｆ０）を有するＲＦ信号を生成して良い。
幾つかの実施形態では、目標装置１０００は、外部装置から受信した通信に応答して、覚醒及び休眠モードの間で切り換えるよう構成されて良い。例えば、補助受信機１０１０は、外部装置（例えば、制御部）から、目標装置がオフに切り換えられるべきであると指示する通信を受信し、該通信に応答して、バイアス制御回路１００８に、周波数逓倍器１００６に逆バイアスをかけさせて、目標装置１０００がＲＦ信号の受信に応答してＲＦ信号を送信するのを停止するようにする。別の例として、補助受信機１０１０は、外部装置（例えば、制御部）から、目標装置がオンに切り換えられるべきであると指示する通信を受信し、該通信に応答して、バイアス制御回路１００８に、周波数逓倍器１００６に順バイアスをかけさせて、目標装置１０００がＲＦ信号の受信に応答してＲＦ信号を送信するのを開始するようにする。
幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナ１００４により送信されたＲＦ信号の振幅を増大させるために、バイアス制御回路１００８は、周波数逓倍器１００６に順バイアスを印加して、２重帯域アンテナ１００４の利得を増大させるよう構成されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナ１００４と周波数逓倍器１００６との間のインピーダンス整合を最適化するために、バイアス制御回路１００８は、周波数逓倍器１００６に順バイアスを印加するよう構成されて良い。
目標装置１０００は、任意の適切な方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置１０００は、基板１００１に搭載された半導体ダイを有して良く、回路１００２の少なくとも一部は、半導体ダイ上に製造される集積回路であって良い。例えば、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器１００６及びバイアス制御回路１００８は、半導体ダイ上に製造されて良い。別の例として、幾つかの実施形態では、周波数逓倍器１００６、バイアス制御回路１００８、及び補助受信機１０１０は、半導体ダイ上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、補助受信機１０１は、半導体ダイ上ではないが、基板１００１上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、半導体ダイは、例えばプリント回路基板であって良い基板１００１に接合されたフリップチップであって良い。幾つかの実施形態では、基板１００１は、１又は複数の導電層を有して良く、２重帯域アンテナは、該導電層をパターニングすることにより基板上に製造されて良い。幾つかの実施形態では、目標装置１０００の１又は複数の部分は、半導体ダイ上に製造された集積回路の部分であって良いが、他の実施形態では、同じ部分が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
図９Ａ〜９Ｈを参照して記載したように、目標装置は、第１中心周波数（例えば、５ＧＨｚ又は６０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を受信し、第１中心周波数の高調波である第２中心周波数（例えば、１０ＧＨｚ又は１２０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。しかしながら、理解されるべきことに、目標装置は、自身の受信したＲＦ信号の中心周波数の単一の高調波でＲＦ信号を送信することに限定されない。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置は、第１中心周波数（例えば、５ＧＨｚ又は６０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を受信し、並びに、（１）第１中心周波数の高調波である第２中心周波数（例えば、１０ＧＨｚ又は１２０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号、及び（２）第１中心周波数の高調波であり且つ第２周波数と異なる第３中心周波数（例えば、１５ＧＨｚ又は１８０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号、を送信するよう構成されて良い。幾つかの実施形態では、目標装置は、第１中心周波数の他の高調波（例えば、２０ＧＨｚ又は１４０ＧＨｚ）にある中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう更に構成されて良い。
中心周波数を有するＲＦ信号を受信することに応答して、中心周波数の複数の異なる高調波においてＲＦ信号を送信するよう構成される目標装置は、「マルチスペクトル目標装置」と呼ぶことができる。目標装置へ中心周波数を有するＲＦ信号を送信し、目標装置から中心周波数の複数の異なる高調波においてＲＦ信号を受信するよう構成される質問器装置は、「マルチスペクトル質問器装置」と呼ぶことができる。マルチスペクトル目標装置は、受信ＲＦ信号の中心周波数の高調波におけるＲＦ信号だけに応答することに限定されず、幾つかの実施形態では、複数の異なる周波数であって、それぞれが何らかの方法で中心周波数に依存する複数の異なる周波数において応答して良い。例えば、複数の異なる周波数の各々は、（１）（図１１Ａを参照して記載したような）中心周波数のそれぞれの高調波であり、（２）それぞれの量だけ中心周波数からずれ、及び／又は（３）（例えば、図１１Ｂを参照して記載したような）中心周波数及びオフセット周波数の和のそれぞれの高調波であって良い。同様に、マルチスペクトル質問器は、対応するマルチスペクトル目標装置が放射するよう構成される異なる周波数の任意のセットにおいて、受信するよう構成されて良い。
発明者等は、１又は複数のマルチスペクトル目標装置と通信するよう構成された１又は複数のマルチスペクトル質問器を有するシステムが、マルチスペクトル目標装置（及び／又はマルチスペクトル質問器）の位置の決定され得る精度を向上できることを理解している。例えば、マルチスペクトル質問器がマルチスペクトル目標装置へ中心周波数を有するＲＦ信号を送信し、及びマルチスペクトル目標装置から該中心周波数の異なる高調波で複数のＲＦ信号を受信するとき、質問器により受信された受信ＲＦ信号の帯域幅全体は、目標装置が中心周波数の単一の高調波でＲＦ信号を送信する状況に比べて増大する。受信ＲＦ信号の帯域幅の増大は、マルチスペクトル装置が位置特定され得る範囲分解能を向上する。
例えば、質問器は、目標装置へ、６１．２５ＧＨｚの中心周波数を有するチャープを送信して良く、この中心周波数は、瞬間周波数が中心周波数の周期に渡り６１ＧＨｚから６１．５ＧＨｚまで線形に変化し、送信チャープの帯域幅が５００ＭＨｚになるようにする。並びに、質問器は、目標装置から、１２２．５ＧＨｚの中心周波数を有する応答チャープを受信して良く、この中心周波数は、瞬間周波数が中心周波数の周期に渡り１２２ＧＨｚから１２３ＧＨｚまで線形に変化し、受信チャープの帯域幅が１ＧＨｚになるようにする。一方で、質問器がマルチスペクトル目標装置へ同じチャープを送信するとき、質問器は、（１）１２２．５ＧＨｚの中心周波数及び１ＧＨｚの帯域幅を有する第１応答チャープ、及び（２）２４５ＧＨｚの中心周波数及び２ＧＨｚの帯域幅を有する第２応答チャープを受信して良く、したがって、質問器により受信されるＲＦ信号の合計帯域幅は３ＧＨｚになる（マルチスペクトル目標装置が使用されないときの合計帯域幅１ＧＨｚと異なる）。帯域幅１ＧＨｚを有する受信ＲＦ信号に対して位相コヒーレント処理を適用すると、１５ｃｍの範囲分解能を生み出すことができる。帯域幅を３ＧＨｚまで増大すると、５ｃｍの範囲分解能を生み出すことができる。それにより、範囲分解能における３倍の向上を提供し、それにより、目標装置の位置が決定できる精度を向上する。
発明者等は、異なるマルチスペクトル目標装置に、中心周波数の高調波の異なる組み合わせでスクオーク（squawk）させることが、マルチスペクトル装置がＲＦ信号を送信している方法を提供できることも、理解している。例えば、マルチスペクトル装置Ａは、中心周波数（例えば５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を受信し、中心周波数の第１及び第３高調波（例えば、１０ＧＨｚ及び２０ＧＨｚ）で応答ＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。他方で、マルチスペクトル装置Ｂは、同じ中心周波数（例えば５ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を受信し、中心周波数の第１及び第２高調波（例えば、１０ＧＨｚ及び１５ＧＨｚ）で応答ＲＦ信号を送信するよう構成されて良い。したがって、２０ＧＨｚに周波数コンテンツを有するマルチスペクトル目標装置からＲＦ信号を受信することは、マルチスペクトル目標装置ＡがＲＦ信号を送信したことを示し得る。一方、１５ＧＨｚに周波数コンテンツを有するマルチスペクトル装置からＲＦ信号を受信することは、マルチスペクトル目標装置がＲＦ信号を送信したことを示し得る。より一般的には、異なるマルチスペクトル目標装置は、所与の中心周波数の高調波の異なる組み合わせでスクオークするよう構成されて良い。これにより、それら個々の識別子を「高調波符号化（harmonically coding）」する方法を提供する。これは、どのマルチスペクトル目標装置が所与の時間にＲＦ信号を送信しているかを決定することを助けることができる。追加又は代替として、このような高調波符号化は、マルチスペクトル質問器に対するマルチスペクトル目標装置の角度及び／又は方向を符号化するために使用されて良い。
図１１Ａは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、マルチスペクトル質問器１１００及びマルチスペクトル目標装置１１５０のコンポーネントを示すブロック図である。マルチスペクトル質問器１１００は、波形生成器１１０２、増幅器１１０６、並びに波形生成器１１０２により生成され且つ増幅器１１０６により増幅されたＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナ１１０８を有する。波形生成器１１０２により生成されたＲＦ信号は、パワースプリッタ１１１０にも供給され、続いて、送信アンテナ１１０８により送信されるＲＦ信号及び受信アンテナ１１２０−１、１１２０−２、．．．、１１２０−ｎにより受信されたＲＦ信号の位相コヒーレント処理を実行するよう構成される質問器内の受信回路に供給される。ここで、ｎは３以上の任意の適切な整数である。質問器１１００の受信回路は、各アンテナ１１２０−１、１１２０−２、．．．、１１２０−ｎ毎に１つの、ｎ個の異なる受信チェーン（又は、より一般的には、目標装置１１５０がＲＦ信号を送信し及び質問器装置１１００がＲＦ信号を受信する各々の異なる中心周波数について、異なる受信チェーン）を有する。
図１１Ａに示すように、質問器１１００の受信回路は、第１受信チェーンを含む。第１受信チェーンは、周波数逓倍器１１１２−１、増幅器１１１４−１、フィルタ１１１６−１、及び周波数ミキサ１１１８−１を含み、アンテナ１１２０−１により受信されたＲＦ信号を位相コヒーレント処理するために使用される。質問器１１００の受信回路は、第２受信チェーンを更に含む。第２受信チェーンは、周波数逓倍器１１１２−２、増幅器１１１４−２、フィルタ１１１６−２、及び周波数ミキサ１１１８−２を含み、アンテナ１１２０−２により受信されたＲＦ信号を位相コヒーレント処理するために使用される。質問器１１００の受信回路は、第ｎ受信チェーンを更に含む。第ｎ受信チェーンは、周波数逓倍器１１１２−ｎ、増幅器１１１４−ｎ、フィルタ１１１６−ｎ、及び周波数ミキサ１１１８−ｎを含み、アンテナ１１２０−ｎにより受信されたＲＦ信号を位相コヒーレント処理するために使用される。
理解されるべきことに、図１１Ａの説明のための実施形態では、質問器は３以上の受信アンテナ（及び、したがって、３以上の受信チェーン）を有するが、幾つかの実施形態では、マルチスペクトル質問器は、２個の受信アンテナ及び２個の関連する受信チェーンを有して良い（例えば、質問器１１００の全てのコンポーネントは、そのラベルが「−ｎ」で終わるのではなく、これらのコンポーネントはそのラベルが「−１」及び「−２」で終わる）。さらに、「ｎ」個の別個の受信アンテナが質問器１１００の部分であるように示されるが、受信アンテナのうちの少なくとも幾つか（例えば、２個の受信アンテナ）を（例えば、デュプレクサを用いて）単一の受信アンテナに結合することにより、受信アンテナの数が減少されて良い。これは、質問器のサイズを縮小できる。
マルチスペクトル装置１１５０は、第１中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナ１１５２、及び第１中心周波数の個々の高調波でＲＦ信号を送信するよう構成される複数の送信アンテナ１１６０−１を有する。受信アンテナ１１５２により受信されたＲＦ信号は、信号変換回路に供給される。信号変換回路は、第１中心周波数の異なる高調波を中心周波数として有するＲＦ信号を生成するよう構成される。信号変換回路は、マルチスペクトル目標装置がＲＦ信号を送信するよう構成される第１中心周波数の各々の高調波について、個々の信号変換チェーンを有する。
図１１Ａに示すように、マルチスペクトル目標装置１１５０の信号変換回路は、第１信号変換チェーンを含む。第１信号変換チェーンは、周波数逓倍器１１５４−１、増幅器１１５６−１、及びフィルタ１１５８−１を含む。マルチスペクトル目標装置１１５０の信号変換回路は、第２信号変換チェーンを更に含む。第２信号変換チェーンは、周波数逓倍器１１５４−２、増幅器１１５６−２、及びフィルタ１１５８−２を含む。マルチスペクトル目標装置１１５０の信号変換回路は、第ｎ信号変換チェーンを更に含む。第ｎ信号変換チェーンは、周波数逓倍器１１５４−ｎ、増幅器１１５６−ｎ、及びフィルタ１１５８−ｎを含む。
幾つかの実施形態では、各周波数逓倍器１１５４−１、１１５４−２及び１１５４−ｎは、異なる量だけ受信ＲＦ信号の周波数を増大するよう構成されて良い。例えば、周波数逓倍器１１５４−１、１１５４−２及び１１５４−ｎは、それぞれ２、３、及び４の倍数だけ周波数を増大して良い。特定の例として、中心周波数６０ＧＨｚを有する、アンテナ１１５２により受信されたＲＦ信号は、それぞれ１２０ＧＨｚ、１８０ＧＨｚ、及び２４０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号を生成できる周波数逓倍器１１５４−１、１１５４−２及び１１５４−ｎに供給されて良い。本例では、送信アンテナ１１６０−１は中心周波数１２０ＧＨｚを有するＲＦ信号を送信し、送信アンテナ１１６０−２は中心周波数１８０ＧＨｚを有するＲＦ信号を送信し、送信アンテナ１１６０−ｎは中心周波数２４０ＧＨｚを有するＲＦ信号を送信し得る。各周波数逓倍器１１５４−１、１１５４−２及び１１５４−ｎは、例えば周波数逓倍器のシリーズを含む、本願明細書に記載した任意の適切な方法で実装されて良い。このように、高次周波数逓倍器（例えば、４×周波数逓倍器）は、単一の周波数逓倍器（例えば、１個の４×逓倍器）、又は低次周波数逓倍器（例えば、２個の２×逓倍器）のシリーズとして実装されて良い。
理解されるべきことに、図１１Ａの説明のための実施形態では、目標装置は３以上の送信アンテナ（及び、したがって、３以上の信号変換チェーン）を有するが、幾つかの実施形態では、マルチスペクトル目標装置は、２個の送信アンテナ及び２個の関連する信号変換チェーンを有して良い（例えば、目標装置１１５０の全てのコンポーネントは、そのラベルが「−ｎ」で終わるのではなく、これらのコンポーネントはそのラベルが「−１」及び「−２」で終わる）。さらに、「ｎ」個の別個の送信アンテナが目標装置１１５０の部分であるように示されるが、送信アンテナのうちの少なくとも幾つか（例えば、２個の送信アンテナ）を（例えば、デュプレクサを用いて）単一の送信アンテナに結合することにより、送信アンテナの数が減少されて良い。これは、目標装置のサイズを縮小できる。
マルチスペクトル質問器１１００及び目標装置１１５０がどのように動作するかの態様を更に説明するために、ｎ＝３であり、質問器１１００が３個の受信アンテナを有し、目標装置１１５０が３個の送信アンテナを有する実施形態を検討する。このような実施形態では、マルチスペクトル質問器１１００は、送信アンテナ１１０８を用いて、マルチスペクトル目標装置１１５０へ、第１中心周波数（例えば６０ＧＨｚ）を有する第１ＲＦ信号を送信して良い。マルチスペクトル目標装置は、受信アンテナ１１５２を用いて第１ＲＦ信号を受信し、及び（１）周波数逓倍器１１５４−１、増幅器１１５６−１、及びフィルタ１１５８−１を用いて第２中心周波数（例えば１２０ＧＨｚ）を有する第２ＲＦ信号、（２）周波数逓倍器１１５４−２、増幅器１１５６−２、及びフィルタ１１５８−２を用いて第１及び第２中心周波数と異なる第３中心周波数（例えば１８０ＧＨｚ）を有する第３ＲＦ信号、及び（３）周波数逓倍器１１５４−ｎ、増幅器１１５６−ｎ、及びフィルタ１１５８−ｎを用いて第１、第２、及び第３中心周波数と異なる第４中心周波数（例えば２４０ＧＨｚ）を有する第４ＲＦ信号、を生成して良い。また、第２、第３、及び第４ＲＦ信号は、それぞれ送信アンテナ１１６０−１、１１６０−２、及び１１６０−ｎにより送信される。
また、質問器１１００は、受信アンテナ１１２０−１を用いて第２中心周波数（例えば、１２０ＧＨｚ）を有する第２ＲＦ信号を受信し、並びに、周波数逓倍器１１１２−１、増幅器１１１４−１、及びフィルタ１１１６−１を用いて第１ＲＦ信号を変換することにより得られ且つ第２中心周波数を有する変換信号と混合するために、該第２ＲＦ信号を周波数ミキサ１１１８−１に供給して良い。周波数ミキサ１１１８−１は、質問器１１００と目標装置１１５０との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を出力して良い。質問器１１００は、受信アンテナ１１２０−２を用いて第３中心周波数（例えば、１８０ＧＨｚ）を有する第３ＲＦ信号を更に受信し、並びに、周波数逓倍器１１１２−２、増幅器１１１４−２、及びフィルタ１１１６−２を用いて第１ＲＦ信号を変換することにより得られ且つ第３中心周波数を有する変換信号と混合するために、該第３ＲＦ信号を周波数ミキサ１１１８−２に供給して良い。周波数ミキサ１１１８−２は、質問器１１００と目標装置１１５０との間の距離を示す第２混合ＲＦ信号を出力して良い。質問器１１００は、受信アンテナ１１２０−ｎを用いて第４中心周波数（例えば、２４０ＧＨｚ）を有する第４ＲＦ信号を更に受信し、並びに、周波数逓倍器１１１２−ｎ、増幅器１１１４−ｎ、及びフィルタ１１１６−ｎを用いて第１ＲＦ信号を変換することにより得られ且つ第４中心周波数を有する変換信号と混合するために、該第４ＲＦ信号を周波数ミキサ１１１８−ｎに供給して良い。周波数ミキサ１１１８−ｎは、質問器１１００と目標装置１１５０との間の距離を示す第３混合ＲＦ信号を出力して良い。
次に、周波数ミキサ１１１８−１、１１１８−２、及び１１１８−ｎにより生成された第１、第２、及び第３混合ＲＦ信号は、質問器１１００と目標装置１１５０との間の距離を決定するために（例えば、図１１Ａには示されないが質問器１１００の内部又は外部にあって良いプロセッサを用いて）処理されて良い。これは、任意の適切な方法で行われて良い。例えば、幾つかの実施形態では、第１、第２、及び第３混合ＲＦ信号は、結合されて、質問器１１００と目標装置１１５０との間の距離を示す単一のＲＦ信号を生成して良い。幾つかの実施形態では、混合ＲＦ信号は、周波数ドメインにおいて結合されて良い。例えば、混合ＲＦ信号は、アポダイズされ（例えば、適切な窓関数によりウインドウ処理され（windowed））、結合信号を生成するために周波数ドメインにおいて互いに加算されて良い。別の例として、混合ＲＦ信号は、帯域幅拡張技術を用いて結合ＲＦ信号を推定するために使用されて良い。前述の結合技術のうちの任意のものは、時間ドメインにおいて及び／又は周波数ドメインにおいて実施されて良い。結合ＲＦ信号を生成するために混合ＲＦ信号がどのように結合されるかに拘わらず、結合ＲＦ信号は、質問器１１００と目標装置１１５０との間の距離を決定するために使用されて良い。これは、逆フーリエ変換を結合ＲＦ信号に対して実行することにより、及び質問器１１００と目標装置１１５０との間の飛行時間を示すピーク位置を特定し、該ピーク位置を、質問器と目標装置との間の距離の推定に変換することにより、又は任意の他の適切な方法で行われて良い。
マルチスペクトル質問器１１００は、任意の適切な方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、質問器１１００は、送信アンテナ１１０８及び受信アンテナ１１２０−１、１１２０−２、及び１１２０−ｎを有する基板を有して良い。例えば、基板は、１又は複数の導電層を有して良く、送信及び受信アンテナは導電層にパターニングされて良い。幾つかの実施形態では、質問器装置は、基板上に搭載された半導体ダイを有して良く、受信回路（例えば、周波数逓倍器１１１２−１、１１１２−２、１１１２−ｎ、増幅器１１１４−１、１１１４−２、．．．、１１１４−ｎ、フィルタ１１１６−１、１１１６−２、．．．、１１１６−ｎ）は、半導体ダイ上に製造された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、波形生成器１１０２及び増幅器１１０６を含む送信回路も、半導体ダイ上に製造された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、波形生成器は、基板上にあるが、少なくとも部分的に又は完全に半導体ダイの外にあって良い。幾つかの実施形態では、質問器１１００の１又は複数の部分は、半導体ダイ上に製造された集積回路の部分であって良いが、他の実施形態では、同じ部分が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
マルチスペクトル目標装置１１５０は、任意の適切な方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置は、基板上に製造された受信アンテナ１１５２及び送信アンテナ１１６０−１、１１６０−２、及び１１６０−ｎを有する基板を有して良い。例えば、基板は、１又は複数の導電層を有して良く、送信及び受信アンテナは導電層にパターニングされて良い。幾つかの実施形態では、目標装置は、基板上に搭載された半導体ダイを有して良く、信号変換回路（例えば、周波数逓倍器１１５４−１、１１５４−２、１１５４−ｎ、増幅器１１５６−１、１１５６−２、．．．、１１５６−ｎ、フィルタ１１５８−１、１１５８−２、．．．、１１５８−ｎ）は、半導体ダイ上に製造された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、目標装置１１５０の１又は複数の部分は、半導体ダイ上に製造された集積回路の部分であって良いが、他の実施形態では、同じ部分が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
図１１Ｂは、本願明細書に記載の技術の幾つかの実施形態による、マルチスペクトル質問器１１７０及びマルチスペクトル目標装置１１８５のコンポーネントを示すブロック図である。図１１Ｂに示した実施形態では、質問器１１７０は、２つの異なるＲＦ信号、（１）少なくとも部分的に波形生成器１１７１を用いて生成された第１ＲＦ信号（この信号は、図１１Ａを参照して記載した質問器１１００により送信される信号と同様である）、及び（２）局所発振器１１７４により生成された第２ＲＦ信号（これは、図１１Ａの実施形態において対応するものが無い）を目標装置へ送信する。目標装置により受信された後に、この第２ＲＦ信号は、（任意の適切な増幅及び／又は周波数逓倍の後に、）周波数シフトＲＦ信号を得るために所望の量だけ第１ＲＦ信号をシフトするために、第１ＲＦ信号と混合されて良い。また、周波数シフトＲＦ信号は、質問器装置１１７０へ返送すべきＲＦ信号を生成するために、任意の適切な因子で周波数逓倍されて良い。この構成は、以下に更に詳細に説明される。
マルチスペクトル質問器１１７０は、波形生成器１１７１、パワースプリッタ１１７２ａ、並びに波形生成器１１７１により生成されたＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナ１１７３を有する。質問器１１７０は、発振器１１７４、パワースプリッタ１１７２ｂ、並びに発振器１１７４により生成されたＲＦ信号（例えば、連続波信号）を送信するよう構成される送信アンテナ１１７５を更に有する。波形生成器１１７１及び発振器１１７４により生成されたＲＦ信号は、送信アンテナ１１７３及び１１７５により送信されるＲＦ信号及び受信アンテナ１１７６−１、１１７６−２、．．．、１１７６−ｎにより受信されたＲＦ信号の位相コヒーレント処理を実行するよう構成される質問器１１７０内の受信回路にも供給される。ここで、ｎは３以上の任意の適切な整数である。質問器１１７０の受信回路は、各アンテナ１１７６−１、１１７６−２、．．．、１１７６−ｎ毎に１つの、ｎ個の異なる受信チェーン（又は、より一般的には、目標装置１１８５がＲＦ信号を送信し及び質問器装置１１７０がＲＦ信号を受信する各々の異なる中心周波数について、異なる受信チェーン）を有する。
図１１Ｂに示すように、質問器１１７０の受信回路は、第１受信チェーンを含む。第１受信チェーンは、周波数逓倍器１１７９−１及び１１８３−１、増幅器１１７７−１及び１１８０−１、周波数ミキサ１１７８−１及び１１８２−１を含み、アンテナ１１７６−１により受信されたＲＦ信号を位相コヒーレント処理するために使用される。質問器１１７０の受信回路は、第２受信チェーンを含む。第２受信チェーンは、周波数逓倍器１１７９−２及び１１８３−２、増幅器１１７７−２及び１１８０−２、周波数ミキサ１１７８−２及び１１８２−２を含み、アンテナ１１７６−２により受信されたＲＦ信号を位相コヒーレント処理するために使用される。質問器１１７０の受信回路は、第ｎ受信チェーンを更に含む。第ｎ受信チェーンは、周波数逓倍器１１７９−ｎ及び１１８３−ｎ、増幅器１１７７−ｎ及び１１８０−ｎ、及び周波数ミキサ１１７８−ｎ及び１１８２−ｎを含み、アンテナ１１７６−ｎにより受信されたＲＦ信号を位相コヒーレント処理するために使用される。
図１１Ｂの説明のための実施形態では、質問器１１７０は３以上の受信アンテナ（及び、したがって、３以上の受信チェーン）を有するが、幾つかの実施形態では、マルチスペクトル質問器は、２個の受信アンテナ及び２個の関連する受信チェーンを有して良い（例えば、質問器１１００の全てのコンポーネントは、そのラベルが「−ｎ」で終わるのではなく、これらのコンポーネントはそのラベルが「−１」及び「−２」で終わる）。さらに、「ｎ」個の別個の受信チェーンが質問器１１７０の部分であるように示されるが、受信アンテナのうちの少なくとも幾つか（例えば、２個の受信アンテナ）を（例えば、デュプレクサを用いて）単一の受信アンテナに結合することにより、受信アンテナの数が減少されて良い。これは、質問器のサイズを縮小できる。
マルチスペクトル目標装置１１８５は、第１中心周波数ｆ１におけるＲＦ信号（例えば、波形生成器１１７１により生成され送信アンテナ１１７３により送信されたチャープ）を受信するよう構成される受信アンテナ１１８６、及び第２中心周波数ｆ２を有するＲＦ信号（例えば、発振器１１７４により生成され送信アンテナ１１７５により送信された連続波信号）を受信するよう構成される受信アンテナ１１８８を有する。目標装置１１８５は、増幅器１１８７、増幅器１１８９、周波数逓倍器１１９０、及び周波数ミキサ１１９１を更に有する。周波数ミキサ１１９１は、アンテナ１１８６により受信され増幅器１１８７により増幅されたＲＦ信号を、アンテナ１１８８により受信され、増幅器１１８９により増幅され、及び周波数逓倍器１１９０により周波数逓倍されたＲＦ信号と混合して、第３中心周波数ｆ３を有する周波数シフトＲＦ信号を得るよう構成される（ｆ３＝ｆ１＋ｋｆ２により与えられ、ｋは周波数逓倍器１１９０により生じる乗算因子である）。目標装置１１８５は、第３中心周波数の個々の高調波（例えば、２ｆ３、３ｆ３、等）においてＲＦ信号を送信するよう構成される複数の送信アンテナ１１９６−１、１１９６−２及び１１９６−ｎを更に有する。周波数逓倍器１１９１により出力され且つ第３中心周波数を有する周波数シフトＲＦ信号は、フィルタ１１９２によりフィルタリングされ、増幅器１１９３により増幅され、及び第３中心周波数の異なる高調波を中心周波数として有するＲＦ信号を生成するよう構成される信号変換回路に供給される。信号変換回路は、目標装置１１８５がＲＦ信号を送信するよう構成される第３中心周波数の各々の高調波について、個々の信号変換チェーンを有する。
図１１Ｂに示すように、目標装置１１８５の信号変換回路は、周波数逓倍器１１９４−１及びフィルタ１１９５−１を含む第１信号変換チェーンと、周波数逓倍器１１９４−２及びフィルタ１１９５−２を含む第２信号変換チェーンと、周波数逓倍器１１９４−ｎ及びフィルタ１１９５−ｎを含む第ｎチェーンと、を含む。
理解されるべきことに、図１１Ｂの説明のための実施形態では、目標装置１１８５は３以上の送信アンテナ（及び、したがって、３以上の信号変換チェーン）を有するが、幾つかの実施形態では、マルチスペクトル目標装置は、２個の送信アンテナ及び２個の関連する信号変換チェーンを有して良い（例えば、目標装置１１５０の全てのコンポーネントは、そのラベルが「−ｎ」で終わるのではなく、これらのコンポーネントはそのラベルが「−１」及び「−２」で終わる）。さらに、「ｎ」個の別個の送信アンテナが目標装置１１５０の部分であるように示されるが、送信アンテナのうちの少なくとも幾つか（例えば、２個の送信アンテナ）を（例えば、デュプレクサを用いて）単一の送信アンテナに結合することにより、送信アンテナの数が減少されて良い。これは、目標装置のサイズを縮小できる。
質問器１１７０及び目標装置１１８５がどのように動作するかの態様を更に説明するために、ｎ＝３であり、質問器１１７０が３個の受信アンテナを有し、目標装置１１８５が３個の送信アンテナを有する実施形態を検討する。このような実施形態では、質問器１１７０は、目標装置１１８５へ、送信アンテナ１１７３を用いて第１中心周波数（例えば４０ＧＨｚ）を有する第１ＲＦ信号を、及び送信アンテナ１１７５を用いて第２中心周波数（例えば１０ＧＨｚ）を有する第２ＲＦ信号を送信して良い。目標装置１１８５は、アンテナ１１８６を用いて第１ＲＦ信号を受信し、該第１ＲＦ信号を増幅器１１８７を用いて増幅し、その結果を第１入力として周波数ミキサ１１９１に供給して良い。目標装置１１８５は、更に、アンテナ１１８８を用いて第２ＲＦ信号を受信し、該第２ＲＦ信号を増幅器１１８９を用いて増幅し、結果として生じた信号の周波数を、周波数逓倍器１１９０を用いて２の倍数で増大して、第２中心周波数の２倍の中心周波数（例えば、２０ＧＨｚ）を有するＲＦ信号を得て、その結果を第２入力として周波数ミキサ１１９１に供給して良い。これらの入力に基づき、周波数ミキサ１１９１は、第３中心周波数（６０ＧＨｚ）を有する第３ＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。目標装置１１８５は、次に、第３信号を用いて、（１）少なくとも周波数逓倍器１１９４−１を用いて第４中心周波数（例えば１２０ＧＨｚ）を有する第４ＲＦ信号、（２）少なくとも周波数逓倍器１１９４−２を用いて第５中心周波数（例えば１８０ＧＨｚ）を有する第４ＲＦ信号、（３）少なくとも周波数逓倍器１１９４を用いて第６中心周波数（例えば２４０ＧＨｚ）を有する第６ＲＦ信号、を生成して良い。第４、第５、及び第６ＲＦ信号は、それぞれ送信アンテナ１１９６−１、１１９６−２、及び１１９６−ｎにより連続的に送信される。
また、質問器１１７０は、受信アンテナ１１７６−１を用いて第４中心周波数（例えば、１２０ＧＨｚ）を有する第４ＲＦ信号を受信し、該第４ＲＦ信号を増幅器１１７７−１を用いて増幅し、並びに、周波数逓倍器１１７９−１を用いて第２ＲＦ信号を変換することにより得られる変換信号と混合するために、それを周波数ミキサ１１７８−１に入力として供給して良い。周波数ミキサ１１７８−１の出力は、増幅器１１８０−１により増幅され、周波数逓倍器１１８３−１を用いて第１ＲＦ信号を変換することにより得られた変換信号と混合するために周波数逓倍器１１８１−１に入力として供給される。周波数ミキサ１１８１−１は、線１１８２−１上に、質問器１１７０と目標装置１１８５との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を出力する。質問器１１７０は、更に、受信アンテナ１１７６−２を用いて第５中心周波数（例えば、１８０ＧＨｚ）を有する第５ＲＦ信号を受信し、該第５ＲＦ信号を増幅器１１７７−２を用いて増幅し、並びに、周波数逓倍器１１７９−２を用いて第２ＲＦ信号を変換することにより得られる変換信号と混合するために、それを周波数ミキサ１１７８−２に入力として供給して良い。周波数ミキサ１１７８−２の出力は、増幅器１１８０−２により増幅され、周波数逓倍器１１８３−２を用いて第１ＲＦ信号を変換することにより得られた変換信号と混合するために周波数逓倍器１１８１−２に入力として供給される。周波数ミキサ１１８１−２は、線１１８２−２上に、質問器１１７０と目標装置１１８５との間の距離を示す第２混合ＲＦ信号を出力する。質問器１１７０は、更に、受信アンテナ１１７６−ｎを用いて第６中心周波数（例えば、２４０ＧＨｚ）を有する第６ＲＦ信号を受信し、該第６ＲＦ信号を増幅器１１７７−ｎを用いて増幅し、並びに、周波数逓倍器１１７９−ｎを用いて第２ＲＦ信号を変換することにより得られる変換信号と混合するために、それを周波数ミキサ１１７８−ｎに入力として供給して良い。周波数ミキサ１１７８−ｎの出力は、増幅器１１８０−ｎにより増幅され、周波数逓倍器１１８３−ｎを用いて第１ＲＦ信号を変換することにより得られた変換信号と混合するために周波数逓倍器１１８１−ｎに入力として供給される。周波数ミキサ１１８１−ｎは、線１１８２−ｎ上に、質問器１１７０と目標装置１１８５との間の距離を示す第３混合ＲＦ信号を出力する。
次に、周波数ミキサ１１８１−１、１１８１−２、及び１１８１−ｎにより生成された第１、第２、及び第３混合ＲＦ信号は、質問器１１７０と目標装置１１８５との間の距離を決定するために（例えば、図１１Ｂには示されないが質問器１１７０の内部又は外部にあって良いプロセッサを用いて）処理されて良い。これは、図１１Ａを参照して上述した方法のうち任意の適切な方法で行われて良い。
マルチスペクトル質問器１１７０は、任意の適切な方法で製造されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、質問器１１７０は、基板上に製造された送信アンテナ１１７３及び１１７５と受信アンテナ１１７６−１、１１７６−２、及び１１７６−ｎとを有する基板を有して良い。例えば、基板は、１又は複数の導電層を有して良く、送信及び受信アンテナは導電層にパターニングされて良い。幾つかの実施形態では、質問器は、基板上に搭載された半導体ダイを有して良く、受信回路（例えば、質問器１１７０の部分として示された周波数逓倍器、周波数ミキサ、及び増幅器）は、半導体ダイ上に製造された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、波形生成器１１７１及び発振器１１７４も、半導体ダイ上に製造された集積回路であって良いが、他の実施形態では、波形生成器１１７１及び発振器１１７４のうちの一方又は両方が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
同様に、目標装置１１５０は、任意の適切な方法で製造されて良い。幾つかの実施形態では、目標装置は、基板上に製造された受信アンテナ１１８６及び１１８８と送信アンテナ１１９６−１、１１９６−２、及び１１９６−ｎを有する基板を有して良い。例えば、基板は、１又は複数の導電層を有して良く、送信及び受信アンテナは導電層にパターニングされて良い。幾つかの実施形態では、目標装置は、基板上に搭載された半導体ダイを有して良く、信号変換回路（例えば、目標装置１１８５の部分として示された周波数逓倍器、周波数ミキサ、フィルタ、及び増幅器）は、半導体ダイ上に製造された集積回路であって良い。幾つかの実施形態では、目標装置１１８５の１又は複数の部分は、半導体ダイ上に製造された集積回路の部分であって良いが、他の実施形態では、同じ部分が基板上の個別コンポーネントとして（例えば、ＰＣＢ基板上に搭載された個別コンポーネントとして）実現されて良い。
理解されるべきことに、図１１Ａ及び１１Ｂに示されたマルチスペクトル質問器及び目標装置の実施形態は説明のためであり、変形が存在する。例えば、幾つかの実施形態では、図１１Ａ及び１１Ｂに示す回路の任意の対の間の任意の適切な種類の０、１、２、３、又は任意の適切な数の増幅器があって良い。別の例として、図１１Ａ及び１１Ｂに示す回路の任意の対の間の任意の適切な種類の０、１、２、３、又は任意の適切な数のフィルタがあって良い。更に別の例として、幾つかの実施形態では、目標装置１１８５は、周波数逓倍器１１９０を有しないで実装されて良い。更に理解されるべきことに、図１１Ａ及び１１Ｂに示す増幅器、周波数ミキサ、周波数逓倍器、及びフィルタのうちの任意のものは、任意の適切な種類であって良く、任意の適切な方法で実装されて良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。さらに、理解されるべきことに、波形生成器１１０２及び１１７１の各々は、波形生成器１１０を参照して本願明細書に記載された種類のうちの任意のものを含む任意の適切な種類のＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。
図９Ｃの参照を含み本願明細書で議論したように、幾つかの実施形態では、目標装置は、質問器装置に返送すべきＲＦ信号を生成することの部分として、質問器装置から受信したＲＦ信号の中の周波数をずらすために使用される固定周波数を有する信号を生成するよう構成される局所発振器を有して良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置は、（１）第１中心周波数ｆ１を有する第１ＲＦ信号を生成するよう構成される発振器（第１ＲＦ信号は、オフセット周波数として使用されるべき固定周波数を有する連続波信号であって良い）、（２）質問器から、第２中心周波数ｆ２を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナ（第２ＲＦ信号は、例えばチャープであって良い）、（３）第３中心周波数ｆ３を有する第３ＲＦ信号を得るために第１ＲＦ信号を第２ＲＦ信号と混合するよう構成される周波数ミキサ（例えば、ｆ３＝ｆ２±ｆ１）、を有して良い。目標装置は、質問器装置へ第３ＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナを更に有して良い。
幾つかの実施形態では、このような目標装置アーキテクチャは、半導体基板上に配置されたアンテナを用いて実現されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置は、（１）基板、（２）基板上に配置され且つ第１中心周波数を有する第１ＲＦ信号を生成するよう構成された発振器、（３）基板上に搭載され第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を質問器から受信するよう構成された２重帯域アンテナ、並びに（４）質問器装置に返送するために第１信号を第２信号と混合することにより第３ＲＦ信号を生成し及び生成した第３ＲＦ信号を２重帯域アンテナに供給するよう構成された周波数ミキサ、を有して良い。幾つかの実施形態では、基板は半導体基板であって良く、２重帯域アンテナは半導体基板上に搭載された微小電子システム（microelectromechanical system：ＭＥＭＳ）アンテナであって良く、周波数ミキサは２重帯域アンテナ上に搭載されて良い。
図１２Ａは、基板１２０２と、基板１２０２上に配置された発振器１２０４と、柱１２０５を用いて基板１２０２上に搭載された２重帯域アンテナ１２０６と、２重帯域アンテナ１２０６上に配置された周波数ミキサ１２０８と、を有する説明のための目標装置１２００の図である。幾つかの実施形態では、周波数ミキサ１２０８は、単一のトランジスタ又は単一のダイオードを有する（例えば、構成される）。発振器１２０４は周波数ミキサ１２０８に電磁気的に結合されて良い。例えば、図１２Ａの図示の実施形態では、発振器１２０４は、基板上に、２重帯域アンテナの下の位置に置かれ、したがって、ＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号を２重帯域アンテナ１２０６上に配置された周波数ミキサ１２０８において放射するよう構成される。
幾つかの実施形態では、周波数ミキサ１２０８は単一のダイオードを有し又はそれにより構成され、周波数ミキサ１２０８は、ショットキーダイオード、シリコンダイオード、バリスタ型ダイオード周波数逓倍器、バラクタ型周波数逓倍器、ステップリカバーダイオード周波数逓倍器、又はＰＩＮダイオード周波数逓倍器、であって良く、これらのうちの任意のもの（例えば全部）は、静止（quiescent）バイアス電流によりバイアスされて良い又はされなくて良い。
幾つかの実施形態では、発振器１２０４は、第１周波数を有する第１ＲＦ信号を生成し、第１ＲＦ信号を２重帯域アンテナ１２０６に放射するよう構成されて良い。周波数ミキサ１２０８は、発振器１２０４により生成された第１ＲＦ信号を、第２中心周波数を有し且つ質問器装置から２重帯域アンテナにより受信された第２ＲＦ信号と混合して、（第１及び第２中心周波数の和又は差であって良い）第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を周波数ミキサ１２０８の出力として得るよう構成されて良い。また、周波数ミキサ１２０８により出力されたＲＦ信号は、例えば、質問器装置へ２重帯域アンテナにより送信されて良い。
幾つかの実施形態では、基板１２０２は、半導体基板であって良く、例えば半導体ダイであって良い。半導体ダイは、例えば、バルクシリコンウェハ又はシリコンオンインシュレータ（silicon−on−insulator：ＳＯＩ）ウェハからのシリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイは、単一の結晶シリコンダイであって良い。幾つかの実施形態では、ダイは、ＣＭＯＳダイ、ＢｉＣＭＯＳダイ、ＧａＡｓダイ、ＧａＮダイであって良く、又は任意の他の半導体材料で形成されて良い。
幾つかの実施形態では、発振器１２０４は、基板内に（例えば、半導体ダイ内に）形成された空洞共振器、平面マイクロ波発振器、又は任意の他の適切な種類の発振器であって良い。図１２Ａの説明のための実施形態に示すように、発振器１２０４は、２重帯域アンテナ１２０６の下の位置に、基板１２０２上に配置される。他の実施形態では、しかしながら、発振器１２０４は、２重帯域アンテナ１２０６の下ではない位置に置かれて良い。このような実施形態では、発振器１２０４は、給電線を介して、２重帯域アンテナ１２０６の下の位置において基板上に配置された結合装置に結合されて良い。これは、発振器１２０４が、周波数ミキサ１２０８の位置する２重帯域アンテナ１２０６の直下に置かれずに、どのように周波数ミキサ１２０８に電磁気的に結合され得るかの一例である。
幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナ１２０６は、ＭＥＭＳアンテナであって良い。例えば、２重帯域アンテナ１２０６が５０〜７０ＧＨｚの範囲のＲＦ信号を受信し、及び１００〜１４０ＧＨｚの範囲のＲＦ信号を送信するよう構成される実施形態では、２重モードアンテナはＭＥＭＳアンテナとして実現されて良い。ＭＥＭＳアンテナは、任意の適切な半導体製造プロセス（例えば、蒸着、エッチング、リソグラフィ、パターニング、等）を用いて半導体基板１２０２上に製造されて良い。しかしながら、理解されるべきことに、２重モードアンテナ１２０６は、ＭＥＭＳアンテナに限定されず、より大きな物理構造であり、基板１２０２と別個に製造されて良く、場合によっては、２重モードアンテナがより低い周波数でＲＦ信号を受信／送信するよう構成される（より大きな波長、及びしたがってより大きなアンテナを必要とする）実施形態におけるものであって良い。例えば、幾つかの実施形態では、４〜６ＧＨｚの範囲でＲＦ信号を受信し、８〜１２ＧＨｚの範囲でＲＦ信号を送信するよう構成された２重帯域アンテナは、基板１２０２と別個に（例えば、半導体製造技術を用いずに）製造され、後に基板１２０２に搭載されて良い。このようなアンテナは、例えばアルミニウム又は真鍮のような任意の適切な材料から製造されて良い。幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナは、パッチアンテナ及び／又は平面アンテナであって良い。
図１２Ａに示すように、２重帯域アンテナ１２０６は、４本の柱１２０５を用いて基板１２０２上に搭載される。しかしながら、理解されるべきことに、２重帯域アンテナ１２０６は、任意の適切な数の柱（例えば、２、３、５、等）又は任意の他の適切な支持構造を用いて基板１２０２上に搭載されて良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。２重帯域アンテナ１２０６がＭＥＭＳアンテナである実施形態では、柱１２０５は、任意の適切な半導体製造技術を用いて製造されて良い。
さらに、図１２Ａに示すように、目標装置１２００は、基板１２０２上に配置され且つ線１２１０を用いて周波数ミキサ１２０８に電気的に結合されたバイアス制御回路１２１２を更に有する。図示の実施形態では、線１２１０は、基板１２０２に沿ってバイアス制御回路１２１２から柱１２０５のうちの１本へ、柱１２０５に沿って上へ、そして２重帯域アンテナ１２０６に沿って周波数ミキサ１２０８へと走る。理解されるべきことに、しかしながら、バイアス制御回路１２１２は、任意の他の適切な方法で周波数ミキサ１２０８に電気的に結合されて良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。例えば、幾つかの実施形態では、線１２１０は、柱１２０５とは別の自身の専用の柱を用いて、基板１２０２からアンテナ１２０６へと移行して良い。
バイアス制御回路１２１２は、図１０を参照して記載したバイアス制御回路１００８の機能と同様の１又は複数の機能を実行するよう構成されて良い。例えば、バイアス制御回路１２１２は、目標装置１２００をオフにするために周波数ミキサ１２０８を逆バイアスするよう構成されて良い（したがって、目標装置１２００は、ＲＦ信号を受信することに応答してＲＦ信号の送信を停止する）。幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナ１２０６により送信されたＲＦ信号の振幅を増大させるために、バイアス制御回路１２１２は、周波数ミキサ１２０８に順バイアスを印加して、２重帯域アンテナ１２０６の利得を増大させるよう構成されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、２重帯域アンテナ１２０６と周波数ミキサ１２０８との間のインピーダンス整合を最適化するために、バイアス制御回路１２１２は、周波数ミキサ１２０８に順バイアスを印加するよう構成されて良い。
図１２Ｂは、一実施形態における目標装置１２００の側面図であり、発振器１２０４は空洞共振器１２０７として実現され、２重帯域アンテナ１２０６はＭＥＭＳアンテナであり、周波数ミキサ１２０８は、ＭＥＭＳアンテナ１２０６上に配置されたＰ又はＮ型ドープスクエア（doped square）１２１４として実現される。空洞共振器１２０７は、ＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号を空隙を通じて２重帯域アンテナ１２０６へ送信するよう構成される。この構成では、２重帯域アンテナ１２０６は高効率であり得る。
理解されるべきことに、図１２Ａ及び１２Ｂに示す実施形態は説明のためであり、変形が存在する。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置１２００は、ＲＦ信号が２重帯域アンテナ１２０６により受信された後に及び／又はＲＦ信号が２重帯域アンテナ１２０６により送信される前に、ＲＦ信号を増幅する回路を更に有して良い。例えば、幾つかの実施形態では、目標装置は、周波数ミキサ及び増幅器の両方として動作する単一段のトランジスタを有して良い。単一段のトランジスタの入力は、２重帯域アンテナ１２０６の受信モードにより調整されたインピーダンスであって良く、単一段のトランジスタの出力は、２重帯域アンテナ１２０６の送信モードにより調整されたインピーダンスであって良い。
本願明細書で議論されるように、幾つかの実施形態では、定位システムは、問い合わせＲＦ信号に対する目標装置の個々の応答に基づき該目標装置の位置を決定するために、１又は複数の目標装置に問い合わせる複数の質問器装置を有して良い。幾つかの実施形態では、複数の質問器装置の各々は、目標装置へＲＦ信号を送信し、目標装置から応答ＲＦ信号を受信するよう構成されて良い。しかしながら、他の実施形態では、質問器のうちの１つだけが、ＲＦ信号を目標装置へ送信することにより、該目標装置に問い合わせて良く、一方で、全部の質問器装置（送信中の質問器を含む）は、送信中の質問器からのＲＦ信号を受信することに応答して目標装置により生成されたＲＦ信号を受信することにより、「リッスン」して良い。送信中の質問器装置は、本願明細書では「マスタ」質問器装置と呼ばれることがある。「リッスン」中の質問器装置は、本願明細書では「スレーブ」質問器装置と呼ばれることがある。
幾つかの実施形態では、スレーブ質問器装置は、目標装置へＲＦ信号を送信する送信アンテナ又は送信のためにＲＦ信号を生成する送信回路を含まなくて良い。これは、送信及び受信機能の両方を実行する質問器装置と比べて、スレーブ質問器装置の製造コスト、大きさ、及び電力消費を低減できる。例えば、受信専用質問器ダイ基板の大きさは、送信アンテナを収容する必要がないので、縮小できる。別の例として、受信専用質問器の中の半導体ダイの大きさは、送信回路を含む必要がないので、縮小できる。
幾つかの実施形態では、マスタ質問器、及び１又は複数のスレーブ質問器は、互いに位相コヒーレントであって良い。幾つかの実施形態では、マスタ質問器及びスレーブ質問器の間の位相コヒーレンスは、全ての発振器に共通基準信号（例えば、チャープされた直接にデジタル方式で合成された基準信号、又は固定周波数基準発振器により生成された信号）を提供ために同期回路を使用することにより達成できる。共通基準信号は、スレーブ質問器の各々がマスタ質問器により目標装置へ送信されたＲＦ信号の個々のローカルバージョンを生成するために利用できるＲＦ信号合成情報を包含する。また、特定のスレーブ質問器において、マスタ質問器により目標装置へ送信されたＲＦ信号のローカルバージョンは、目標装置からスレーブ質問器により受信されたＲＦ信号と位相コヒーレントに処理されて良い。このように、各スレーブ質問器は、スレーブ質問器と目標装置との間の距離を決定して良い（又は少なくとも、距離を示す混合ＲＦ信号を生成して良い）。
図１４Ａは、マスタ質問器１４０２及び３個の受信専用質問器１４０４、１４０６、１４０８を含む複数の同期（例えば、位相コヒーレントな）質問器を有する説明のための定位システム１４００のブロック図である。図１４Ａの説明のための実施形態には３個の受信専用質問器が示されるが、他の実施形態では、定位システムは、マスタ質問器１４０２と同期された任意の適切な数（例えば、１、２、４、５、６、７、８、９、１０、等）の受信専用質問器を含んで良い。さらに、図１４Ａの図示の実施形態では、質問器１４０４、１４０６、及び１４０８の各々は受信専用質問器であるが、他の実施形態では、質問器１４０４、１４０６、及び１４０８の任意のものが、ＲＦ信号を送信及び受信可能であって良いが、受信専用モードで動作するよう構成されて良い。
システム１４００は、固定周波数基準発振器１４１０と、発振器１４１０の出力を質問器１４０２、１４０４、１４０６、及び１４０８の各々に供給するよう構成される線１４１２と、を有する同期回路を更に含む。マスタ質問器１４０２は、本願明細書に記載の任意の種類の質問器を含む任意の適切な種類であって良い。質問器１４０４、１４０６、及び１４０８の各々は、図１４Ｃを参照して以下に記載される種類を含む任意の適切な種類であって良い。
図１４Ａに示すように、システム１４００は、受信専用質問器１４０４、１４０６及び１４０８がマスタ質問器１４０２により送信されたＲＦ信号のローカルバージョンを同時に生成するよう保証することを助けるトリガ線１４１４も含む。送信ＲＦ信号のこのローカルバージョンは、マスタ質問器１４０２により送信されたＲＦ信号を受信することに応答して目標装置により生成され目標装置から受信したＲＦ信号と混合するためのローカル信号を生成するために使用される。含まれるＲＦ信号がチャープであるとき、トリガ線１４１４は、受信専用質問器が同時に「チャープを受信する」ことを可能にすると言える。したがって、幾つかの実施形態では、マスタ質問器１４０２は、トリガ線１４１４を用いて受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８とトリガ信号を共有するよう構成され得る。マスタ質問器１４０２は、トリガ信号の立ち上がりエッジでＲＦ信号を送信及び受信するよう構成され、受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８の各々は、質問器１４０２により送信されたＲＦ信号の自身のローカルバージョンを生成し、同じトリガの立ち上がりエッジで目標装置からＲＦ信号を受信して良い。例えば、マスタ質問器１４０２は、トリガ信号の立ち上がりエッジでチャープを送信及び受信するよう構成され、受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８の各々は、送信されたＲＦ信号の自身のローカルバージョンを生成し、同じトリガの立ち上がりエッジで目標装置からチャープを受信して良い。
幾つかの実施形態では、受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８のうちの任意のもの（例えば、全部）は、質問器と目標装置との間の距離を示す情報を生成するよう構成されて良い。受信専用質問器は、データ線１４１４を介してマスタ質問器１４０２に生成した情報を供給して良い。例えば、幾つかの実施形態では、各受信専用質問器は、ＲＦ信号について自身と目標装置との間の距離の推定を決定し、決定した推定をマスタ質問器１４０２に供給するよう構成されて良い。供給された推定に基づき、マスタ質問器１４０２は、目標装置の位置を決定して良く、このような決定を実行する回路（例えば、プロセッサ）を含んで良い。
別の例として、幾つかの実施形態では、受信専用質問器は、受信質問器と目標装置との間の距離を示す情報を取得して良いが、距離の推定を決定するためにこの情報の処理を完了するよう構成されなくて良い。むしろ、受信専用質問器は、この情報を更なる処理のためにマスタ質問器１４０２に供給して良く、マスタ質問器１４０２は、受信専用質問器と目標装置との間の距離の推定を導出するために、この情報の処理を完了して良い。この目的のために、マスタ質問器１４０２は、このような処理を実行する回路（例えば、プロセッサ、ＡＤＣ、等）を含んで良い。例えば、幾つかの実施形態では、受信専用質問器は、目標装置から受信したＲＦ信号を、（例えば、ＲＦ信号のローカルバージョンに周波数逓倍器を通過させることにより）目標装置により実行された処理と同様の方法で変換されたマスタ質問器により送信されたＲＦ信号のローカルバージョンと混合することにより、質問器と目標装置との間の距離を示す混合ＲＦ信号を生成して良く、混合ＲＦ信号を更なる処理のためにマスタ質問器へ供給して良い。代替として、受信専用質問器は、混合ＲＦ信号をサンプリングし、生ＡＤＣカウントをマスタ質問器に供給して良い。
理解されるべきことに、幾つかの実施形態では、各受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８は、データ線１４１４を介してマスタ質問器１４０２に情報を供給するよう構成され、他の実施形態では、各受信専用質問器及びマスタ質問器は、受信質問器と目標装置との間の距離を示す情報を更なる処理のために別個のプロセッサ（例えば、例えば別個の半導体ダイ上にある、任意の質問器装置の部分ではないプロセッサ）に供給して良い。
幾つかの実施形態では、システム１４００の動作中、マスタ質問器１４０２は、（１）線１４１２を介して、固定周波数基準信号を受信し、（２）固定周波数基準信号を用いて、送信のためのＲＦ信号（例えば、第１中心周波数を有するＲＦ信号）を生成し、（３）生成したＲＦ信号をマスタ質問器の送信アンテナを介して目標装置へ送信して良い。目標装置は、質問器１４０２により送信されたＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ信号を（例えば自身の周波数を２倍することにより）変換して、第１中心周波数の高調波の第２中心周波数（例えば、第１中心周波数の２倍）を有する変換ＲＦ信号を取得し、目標装置のオンボードにある送信アンテナを用いて変換ＲＦ信号を送信して良い。各質問器１４０２、１４０４、１４０６、及び１４０６は、それら個々の受信アンテナにより、変換ＲＦ信号のバージョンを受信して良い。
目標装置の応答ＲＦ信号を受信した後に、質問器１４０２は、応答ＲＦ信号及び送信ＲＦ信号のバージョンを用いて、質問器１４０２と目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成して良い。各受信専用質問器１４０４、１４０６、１４０８は、線１４１２を介して、固定周波数基準信号を受信し、受信した固定周波数基準信号を用いて、マスタ質問器１４０２により送信されたＲＦ信号のローカルバージョンを生成して良い。次に、各受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８は、個々の応答ＲＦ信号を目標装置から受信し、受信した応答ＲＦ信号及び送信ＲＦ信号の個々のローカルバージョンを用いて、受信専用質問器と目標装置との間の距離を示す個々の混合ＲＦ信号を生成して良い。
次に、幾つかの実施形態では、各受信専用質問器１４０２、１４０４、１４０６、及び１４０８は、（１）混合ＲＦ信号から質問器と目標装置との間の距離の推定を決定し、（２）決定した推定をマスタ質問器１４０２又は他のプロセッサに供給して良い。また、マスタ質問器１４０２又は他のプロセッサは、受信した距離の推定から、目標装置の位置を推定して良い。代替として、各質問器１４０４、１４０６、及び１４０８は、距離の推定を決定するよう構成されなくて良いが、代わりに、このような決定を行うために使用可能な情報（例えば、混合ＲＦ信号、混合ＲＦ信号のサンプルバージョン、等）をマスタ質問器１４０２又は他のプロセッサに供給して良い。マスタ質問器１４０２又は他のプロセッサは、次に、（１）各質問器（受信専用質問器及びマスタ質問器の両方）と目標装置との間の距離の推定を決定し、及び（２）これらの推定に基づく目標装置の位置を決定して良い。
図１４Ｃは、本願明細書に記載の技術の実施形態による、図１４Ａの説明のための定位システムの受信専用質問器装置１４０４の部分のブロック図である。幾つかの実施形態では、受信専用質問器１４０６及び１４０８は、図１４Ｃに示した受信専用質問器１４０４の説明のための実施形態に従い実装されても良い。
上述のように、幾つかの実施形態では、受信専用質問器１４０４は、マスタ質問器１４０２と位相コヒーレントに動作するよう構成されて良い。例えば、図１４Ｃに示すように、受信専用質問器１４０４は、マスタ質問器１４０２により生成され送信されたＲＦ信号と位相コヒーレントであるＲＦ信号を生成するよう構成されて良い。この目的のために、受信専用質問器１４０４は、図１３Ｂを参照して上述した「フィードバックループ摂動」手法における位相ロックドループを用いて周波数変調波形を生成する波形生成器回路１４５４を含む。しかしながら、図１３Ｂの波形生成器回路１３２０と異なり、波形生成器回路１４５４は、固定周波数基準発振器１３３６を、（図１４Ａに示す受信専用質問器１４０４、１４０６、及び１４０８の全ての間で共有される）共有固定周波数基準発振器１４１０により置き換える。図１４Ｃに示すように、共有固定周波数基準発振器１４１０は、線１４１２により周波数逓倍器１３２８に結合される。
図１４Ｃに示すように、波形生成器回路１４５４は、電圧制御発振器（voltage controlled oscillator：ＶＣＯ）１３２２、信号スプリッタ１３２４、線１３２５により供給される入力によりプログラム可能なプログラマブルデジタル分周器１３２６、加算ブロック１３３０、ループフィルタ１３３２、及びステップ／インパルス生成器１３３４を更に含む。加算ブロック１３３０は、位相ロックドループ内にあり、ステップ／インパルス生成器１３３４により生成されたステップ及び／又はインパルスがループに直接供給されるようにし、それにより、ループを摂動させて、所望の周波数に引き上げ、次にそのプログラムされた周波数まで正確に下げ戻す。フィードバックループ内のこの摂動は、ループフィルタ１３３２の２次伝達関数に依存して、上へ次に下へのチャープを生じ得る。したがって、線１３２７上に供給される出力は線形チャープである。
線１３２７上に供給されるＲＦ信号は、質問器１４０４により、図８Ｂに示した線８３０により供給されるＲＦ信号と同様の方法で処理される。図１４Ｃに示すように、ＲＦ信号は、線１３２７を介して、所望の係数だけＲＦ信号内の周波数を増大させる周波数逓倍器回路８３７に供給される。例えば、図１４Ｃの説明のための実施形態では、周波数逓倍器回路８３７は、係数１６だけＲＦ信号内の周波数を増大させる（例えば、７．５ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号から、１２０ＧＨｚの中心周波数を有するＲＦ信号へ）。しかしながら、他の実施形態では、周波数逓倍器回路８３７は、任意の他の適切な係数だけ（例えば、係数２、４、８、３２、等で）ＲＦ信号内の周波数を増大して良く、本願明細書に記載の技術の態様はこれに関して限定されない。周波数逓倍器回路８３７は、任意の適切な方法で（例えば、１つの周波数逓倍器、又は０、１、若しくは複数の増幅段を直列に有する周波数逓倍器のシリーズを用いて）実装されて良い。
周波数逓倍器回路８３７により出力されたＲＦ信号は、増幅器８３８により増幅され、周波数ミキサ８４０を用いて、受信アンテナ１１６により目標装置から受信され且つ増幅器８４２により増幅されたＲＦ信号と混合され、周波数ミキサ８４０から線８４１上に出力される混合ＲＦ信号を得る。線８４１に出力された混合ＲＦ信号は、質問器装置８２５と目標装置との間の距離を示し得る。線８４１上に出力された混合信号は、任意の適切な方法で更に処理されて良く、例えばＡＤＣを用いてデジタル化される前に１又は複数の増幅器及び／又はフィルタにより処理されて良い。
幾つかの実施形態では、ブロック１４５２内に示される回路は、半導体ダイに統合された集積回路として実装されて良い。しかしながら、他の実施形態では、ブロック１４５２内の１又は複数のコンポーネントは、半導体ダイ上に実装されなくて良く（例えば、ＰＣＢ上の個別コンポーネントとして実装されて良く）、及び／又はブロック１４５２内にない１又は複数のコンポーネントが、半導体ダイ上の集積回路として実装されて良い（例えば、ループフィルタ１３３２）。
理解されるべきことに、受信専用質問器１４０４は、送信回路又は送信アンテナのいずれも含まない。上述のように、これは、送信及び受信機能の両方を実行する質問器装置と比べて、受信専用質問器の製造コスト、大きさ、及び電力消費を低減できる。
図１４Ｂは、マスタ質問器１４３２及び３個の受信専用質問器１４３４、１４３６、１４３８を含む複数の同期（例えば、位相コヒーレントな）質問器を有する説明のための定位システム１４３０のブロック図である。図１４Ｂの説明のための実施形態には３個の受信専用質問器が示されるが、他の実施形態では、定位システムは、マスタ質問器１４３２と同期された任意の適切な数（例えば、１、２、４、５、６、７、８、９、１０、等）の受信専用質問器を含んで良い。さらに、図１４Ｂの図示の実施形態では、質問器１４３４、１４３６、及び１４３８の各々は受信専用質問器であるが、他の実施形態では、質問器１４３４、１４３６、及び１４３８の任意のものが、ＲＦ信号を送信及び受信可能であって良いが、受信専用モードで動作するよう構成されて良い。
システム１４３０は、共有直接デジタル合成器１４４０と、ＤＤＳ１４４０の出力を質問器１４３２、１４３４、１４３６及び１４３８の各々に供給するよう構成される線１４２２と、を有する同期回路を更に含む。マスタ質問器１４３２は、本願明細書に記載の任意の種類の質問器を含む任意の適切な種類であって良い。質問器１４３４、１４３６、及び１４３８の各々は、図１４Ｄを参照して記載される種類を含む任意の適切な種類であって良い。
幾つかの実施形態では、受信専用質問器１４３４、１４３６、及び１４３６のうちの任意のもの（例えば、全部）は、質問器と目標装置との間の距離を示す情報を生成するよう構成されて良い。受信専用質問器は、データ線１４４４を介してマスタ質問器１４３２に生成した情報を供給して良い。例えば、幾つかの実施形態では、各受信専用質問器は、自身と目標装置との間の距離の推定を決定し、決定した推定をマスタ質問器１４３２に供給するよう構成されて良い。供給された推定に基づき、マスタ質問器１４３２は、目標装置の位置を決定して良く、このような決定を実行する回路（例えば、プロセッサ）を含んで良い。
別の例として、幾つかの実施形態では、受信専用質問器は、受信質問器と目標装置との間の距離を示す情報を取得して良いが、距離の推定を決定するためにこの情報の処理を完了するよう構成されなくて良い。むしろ、受信専用質問器は、この情報を更なる処理のためにマスタ質問器１４３２に供給して良く、マスタ質問器１４３２は、受信専用質問器と目標装置との間の距離の推定を導出するために、この情報の処理を完了して良い。この目的のために、マスタ質問器１４３２は、このような処理を実行する回路（例えば、プロセッサ、ＡＤＣ、等）を含んで良い。例えば、幾つかの実施形態では、受信専用質問器は、目標装置から受信したＲＦ信号を、（例えば、ＲＦ信号のローカルバージョンに周波数逓倍器を通過させることにより）目標装置により実行された処理と同様の方法で変換されたマスタ質問器により送信されたＲＦ信号のローカルバージョンと混合することにより、質問器と目標装置との間の距離を示す混合ＲＦ信号を生成して良く、混合ＲＦ信号を更なる処理のためにマスタ質問器へ供給して良い。代替として、受信専用質問器は、混合ＲＦ信号をサンプリングし、生ＡＤＣカウントをマスタ質問器に供給して良い。他の実施形態では、各受信専用質問器、及びマスタ質問器は、受信質問器と目標装置との間の距離を示す情報を、別個のプロセッサ（例えば、任意の質問器装置の部分ではない、例えば別個の半導体ダイ上に無い、プロセッサ）に供給して良い。
幾つかの実施形態では、システム１４３０の動作中、マスタ質問器１４３２は、（１）線１４４２を介して、ＤＤＳ１４４０により合成された基準ＲＦ信号を受信し、（２）基準ＲＦ信号を用いて、送信のためのＲＦ信号（例えば、第１中心周波数を有するＲＦ信号）を生成し、（３）生成したＲＦ信号をマスタ質問器の送信アンテナを介して目標装置へ送信して良い。目標装置は、質問器１４３２により送信されたＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ信号を（例えば自身の周波数を２倍することにより）変換して、第１中心周波数の高調波の第２中心周波数（例えば、第１中心周波数の２倍）を有する変換ＲＦ信号を取得し、目標装置のオンボードにある送信アンテナを用いて変換ＲＦ信号を送信して良い。各質問器１４３２、１４３４、１４３６、及び１４３６は、それら個々の受信アンテナにより、変換ＲＦ信号のバージョンを受信して良い。
目標装置の応答ＲＦ信号を受信した後に、質問器１４３２は、応答ＲＦ信号及び送信ＲＦ信号のバージョンを用いて、質問器１４３２と目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成して良い。各受信専用質問器１４３４、１４３６、１４３８は、線１４４２を介して、ＤＤＳ１４４０により生成された基準信号を受信し、受信した基準信号を用いて、マスタ質問器１４３２により送信されたＲＦ信号のローカルバージョンを生成して良い。次に、各受信専用質問器１４３４、１４３６、及び１４３８は、個々の応答ＲＦ信号を目標装置から受信し、受信した応答ＲＦ信号及び送信ＲＦ信号の個々のローカルバージョンを用いて、受信専用質問器と目標装置との間の距離を示す個々の混合ＲＦ信号を生成して良い。
次に、幾つかの実施形態では、各受信専用質問器１４３２、１４３４、１４３６、及び１４３８は、（１）混合ＲＦ信号から質問器と目標装置との間の距離の推定を決定し、（２）決定した推定をマスタ質問器１４３２又は他のプロセッサに供給して良い。また、マスタ質問器１４３２又は他のプロセッサは、受信した距離の推定から、目標装置の位置を推定して良い。代替として、各質問器１４３４、１４３６、及び１４３８は、質問器と目標装置との間の距離の推定を決定するよう構成されなくて良いが、代わりに、このような決定を行うために使用可能な情報（例えば、混合ＲＦ信号、混合ＲＦ信号のサンプルバージョン、等）をマスタ質問器１４３２又は他のプロセッサに供給して良い。マスタ質問器１４３２又は他のプロセッサは、次に、（１）各質問器（受信専用質問器及びマスタ質問器の両方）と目標装置との間の距離の推定を決定し、及び（２）これらの推定に基づく目標装置の位置を決定して良い。
図１４Ｄは、本願明細書に記載の技術の実施形態による、図１４Ｂの説明のための定位システムの受信専用質問器装置１４３４の部分のブロック図である。幾つかの実施形態では、受信専用質問器１４３６及び１４３８は、図１４Ｄに示した受信専用質問器１４３４の説明のための実施形態に従い実装されても良い。
上述のように、受信専用質問器１４３４は、マスタ質問器１４３２と位相コヒーレントに動作する。例えば、図１４Ｄに示すように、受信専用質問器１４３４は、マスタ質問器１４３２により生成され送信されたＲＦ信号と位相コヒーレントであるＲＦ信号を生成するよう構成される。この目的のために、受信専用質問器１４３４は、図１３Ａを参照して上述した「掃引基準」手法における直接デジタル合成器を用いて周波数変調波形を生成する波形生成器回路１４６４を含む。しかしながら、図１３Ａの波形生成器回路１３００と異なり、波形生成器回路１４６４は、ＤＤＳ１３１０を、（図１４Ｂに示す受信専用質問器１４３４、１４３６及び１４３８の全ての間で共有される共有直接デジタル合成器１４４０により置き換える。図１４Ｄに示すように、共有ＤＤＳ１４４０は、線１４４２により周波数逓倍器１３０８に結合される。
図１４Ｄに示すように、波形生成器回路１４６４は、電圧制御発振器（voltage controlled oscillator：ＶＣＯ）１３０２、信号スプリッタ１３０４、線１３０５により供給される入力によりプログラム可能なプログラマブルデジタル分周器１３０６、及びループフィルタ１３１２を更に含む。ＤＤＳ１４４０は、結果として生じる位相ロックドループのための基準発振器として動作する。幾つかの実施形態では、ＤＤＳ１４４０は、デジタル波形（例えば、正弦波、チャープ、又は任意の他の適切な波形）の値を（例えば、ＤＤＳ１４４０のメモリ部分に）格納するデジタル合成器であって良い。ＤＤＳ１４４０は、格納された値を、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を通じて「再生」するよう構成される。つまり、ＤＤＳ１４４０は、ＤＡＣを用いて格納された値を処理するよう構成されて良い。ＤＡＣは、幾つかの実施形態ではＤＤＳ１４４０の部分であり、結果として生じるアナログ値を出力して良い。ＤＤＳ１４４０がデジタル波形の格納された値を出力するレートは、ＤＤＳ１４４０の出力周波数を決定して良い。幾つかの実施形態では、ＤＤＳ１４４０は、中心基準クロック周波数の上及び下で、チャープ変調されて良く、それにより、ＶＣＯ１３０２の出力をその搬送波周波数にチャープさせる。ＤＤＳ１３１０は、本願明細書において提供される種々の方法のうちの任意の方法でチャープ変調されて良い。ＤＤＳ１３１０の出力は、ＰＬＬ内で増加され、それによりＲＦ出力線１３０７において関心マイクロ波周波数のチャープを提供する。
線１３０７上に供給されるＲＦ信号は、質問器１４３４により、図８Ｂに示した線８３０により供給されるＲＦ信号と同様の方法で処理される。図１４Ｄに示すように、ＲＦ信号は、線１３０７を介して、（例えば、図１４Ｃを参照して上述したような）所望の係数だけＲＦ信号内の周波数を増大させる周波数逓倍器回路８３７に供給される。周波数逓倍器回路８３７により出力されたＲＦ信号は、増幅器８３８により増幅され、周波数ミキサ８４０を用いて、受信アンテナ１１６により目標装置から受信され且つ増幅器８４２により増幅されたＲＦ信号と混合され、周波数ミキサ８４０から線８４１上に出力される混合ＲＦ信号を得る。線８４１に出力された混合ＲＦ信号は、質問器装置８２５と目標装置との間の距離を示し得る。線８４１上に出力された混合信号は、任意の適切な方法で更に処理されて良く、例えばＡＤＣを用いてデジタル化される前に１又は複数の増幅器及び／又はフィルタにより処理されて良い。
幾つかの実施形態では、ブロック１４６２内に示される回路は、半導体ダイに統合された集積回路として実装されて良い。しかしながら、他の実施形態では、ブロック１４６２内の１又は複数のコンポーネントは、半導体ダイ上に実装されなくて良く（例えば、ＰＣＢ上の個別コンポーネントとして実装されて良く）、及び／又はブロック１４６２内にない１又は複数のコンポーネントが、半導体ダイ上の集積回路として実装されて良い（例えば、ループフィルタ１３１２）。理解されるべきことに、質問器１４０４と同様に、受信専用質問器１４３４は、送信回路又は送信アンテナのいずれも含まない。上述のように、これは、送信及び受信機能の両方を実行する質問器装置と比べて、受信専用質問器の製造コスト、大きさ、及び電力消費を低減できる。
図１７は、本願明細書に記載の幾つかの実施形態による、少なくとも１つのマスタ質問器装置及び受信専用質問器装置を含む複数の同期質問器装置を用いて、目標装置の位置を決定する説明のための処理１７００のフローチャートである。幾つかの実施形態では、受信専用質問器は、ＲＦ信号を送信可能でなくて良い（例えば、送信アンテナを用いて送信するためのＲＦ信号を生成する回路及び／又は送信アンテナを有しなくて良い）。他の実施形態では、受信専用質問器は、ＲＦ信号を送信及び受信可能であって良いが（例えば、送信ＲＦアンテナ及び送信アンテナによる送信のためのＲＦ信号を生成する回路を有して良いが）、受信専用モードで動作するよう構成されて良い。処理１７００は、任意の適切なシステムにより実行されて良く、例えば、図２を参照して記載したシステム２００、図１４Ａを参照して記載したシステム１４００、図１４Ｂを参照して記載したシステム１４３０、により実行されて良い。
処理１７００は、動作１７０２で開始し、ＲＦ合成情報がシステム実行処理１７００により生成される。例えば、ＲＦ合成情報は、固定周波数基準発振器（例えば、発振器１４１０）により生成される固定周波数基準信号を有して良い。別の例として、ＲＦ合成情報は、直接デジタル合成器（例えば、ＤＤＳ１４４０）により生成される基準信号を有して良い。
動作１７０４で、システム実行処理１７００におけるマスタ質問器は、動作１４０２で生成されたＲＦ信号合成情報を用いて第１ＲＦ信号を生成する。例えば、マスタ質問器１４０２は、発振器１４１０により生成された固定周波数基準信号を用いて第１ＲＦ信号を生成して良い。別の例として、マスタ質問器１４３２は、ＤＤＳ１４４０により生成された基準信号を用いて第１ＲＦ信号を生成して良い。動作１７０４で第１ＲＦ信号が生成された後に、動作１７０６で、マスタ質問器は、自身の送信アンテナを用いて、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信する。
動作１７０８で、マスタ質問器は、マスタ質問器の受信アンテナ（「第１」受信アンテナ）を用いて、目標装置から第２ＲＦ信号を受信して良い。受信した第２ＲＦ信号は、マスタ質問器からの第１ＲＦ信号を受信することに応答して目標装置により生成されたＲＦ信号の、目標装置からマスタ質問器への伝搬の結果である。
動作１７１０で、システム実行処理１７００における受信専用質問器部分は、動作１４０２で生成されたＲＦ信号合成情報を用いて第３ＲＦ信号を生成する。
例えば、受信専用質問器１４０４は、発振器１４１０により生成された固定周波数基準信号を用いて第３ＲＦ信号を生成して良い。別の例として、受信専用質問器１４３４は、ＤＤＳ１４４０により生成された基準信号を用いて第３ＲＦ信号を生成して良い。
動作１７１２で、受信専用質問器は、受信専用質問器の受信アンテナ（「第２」受信アンテナ）を用いて、目標装置から第４ＲＦ信号を受信して良い。受信した第４ＲＦ信号は、マスタ質問器からの第１ＲＦ信号を受信することに応答して目標装置により生成されたＲＦ信号の、目標装置からマスタ質問器への伝搬の結果である。第２ＲＦ信号及び第４ＲＦ信号は、同じ周波数コンテンツを有して良いが、その必要はなく、いずれの場合も、それらは異なる装置により受信され、第２ＲＦ信号はマスタ質問器により受信され、第４ＲＦ信号はマスタ質問器と異なる受信専用質問器により受信される。
動作１７１４で、マスタ質問器は、第１及び第２ＲＦ信号を用いて、第１混合ＲＦ信号を生成する。第１混合ＲＦ信号は、マスタ質問器と目標装置との間の距離を示して良い。第１混合ＲＦ信号は、本願明細書に記載の方法のうちの任意の方法を含む任意の適切な方法で生成されて良い。例えば、マスタ質問器は、少なくとも部分的に（１）目標装置が受信ＲＦ信号を再送信する前に、該受信ＲＦ信号を変換する方法と同様の方法で（例えば、１又は複数の周波数逓倍器を用いて）、第１ＲＦ信号を変換し、及び（２）変換ＲＦ信号を、第１受信アンテナにより受信した第２ＲＦ信号と混合する、ことにより、第１ＲＦ混合信号を生成して良い。
動作１７１６で、受信専用質問器は、第３及び第４ＲＦ信号を用いて、第２混合ＲＦ信号を生成する。第２混合ＲＦ信号は、受信専用質問器と目標装置との間の距離を示して良い。第２混合ＲＦ信号は、本願明細書に記載の方法のうちの任意の方法を含む任意の適切な方法で生成されて良い。例えば、受信専用質問器は、少なくとも部分的に（１）目標装置が受信ＲＦ信号を再送信する前に、該受信ＲＦ信号を変換する方法と同様の方法で（例えば、１又は複数の周波数逓倍器を用いて）、第３ＲＦ信号を変換し、及び（２）変換ＲＦ信号を、第２受信アンテナにより受信した第４ＲＦ信号と混合する、ことにより、第１ＲＦ混合信号を生成して良い。
動作１７２０で、システム実行処理１７００は、動作１７１４で取得した第１混合ＲＦ信号を用いて、マスタ質問器と目標装置との間の距離を決定して良い。これは、処理１５００の動作１５０６を参照して上述した方法のうち任意の方法で行われて良い。例えば、第１混合ＲＦ信号は、ＡＤＣを用いてサンプリングされ、及び時間ドメイン波形を得るためにフーリエ変換（例えば、離散フーリエ変換）がサンプルに適用されて良い。時間ドメイン波形は、質問器と目標装置との間の飛行時間の推定を得るために処理されて良い。飛行時間の推定は、（例えば、ＲＦ信号の空中伝搬速度に基づき）質問器と目標装置との間の距離の推定に変換されて良い。この処理は、マスタ質問器により、マスタ質問器の外部にある外部プロセッサにより、又はマスタ質問器（例えば、ＡＤＣはマスタ質問器装置のオンボードにあって良い）と外部プロセッサ（例えば、フーリエ解析）との組み合わせにより、実行されて良い。
動作１７２２で、システム実行処理１７００は、動作１７１６で取得した第２混合ＲＦ信号を用いて、受信専用質問器と目標装置との間の距離を決定して良い。これは、動作１７２０を参照して上述した方法のうち任意の適切な方法で行われて良い。
最後に、動作１７２４で、システム実行処理１７００は、動作１７２０で決定されたマスタ質問器と目標装置との間の距離、及び動作１７２２で決定された受信専用質問器と目標装置との間の距離を用いて、目標装置の位置を決定して良い。これは、例えば最小二乗技術を用いて、任意の適切な方法で行われて良い。動作１７２４の処理は、（マスタ質問器がプロセッサを含む実施形態では）マスタ質問器により、マスタ質問器の外部にある外部プロセッサにより、又はそれらの任意の適切な組み合わせにより、実行されて良い。
理解されるべきことに、処理１７００は説明のためであり、変形が存在する。例えば、図１７の説明のための実施形態では、目標装置の位置は２つの距離測定（マスタ質問器と目標装置との間の距離の測定、及び受信専用質問器と目標装置との間の距離の測定）から推定されるが、他の実施形態では、２つより多くの距離測定が、目標装置の位置を決定するために使用されて良い。例えば、幾つかの実施形態では、複数の受信専用質問器の各々は（例えば、２、３、又は４個の受信専用質問器のうちの各々は）、目標装置までの個々の距離測定値を取得するために使用されて良く、マスタ質問器により取得された距離測定と一緒に、３以上の距離測定が目標装置の位置を決定するために使用されて良い。
以上に幾つかの実施形態の幾つかの態様を記載したが、理解されるべきことに、当業者には種々の変形、修正及び改良が直ちに生じるだろう。このような変更、変形及び改良は、本開示の精神及び範囲内に包含される。したがって、前述の説明及び図面は、単なる例である。
本願明細書に記載の技術の態様は、以下の構成のうちの任意のものを有して良い。
１．システムであって、
第１質問器装置であって、
目標装置へ第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第２アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記第１質問器と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、を含む第１質問器装置と、
第２質問器装置であって、
前記目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するよう構成される第３アンテナと、
前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するよう構成される第４アンテナと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記第２質問器と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、を含む第２質問器装置と、
前記第１混合ＲＦ信号に基づき前記第１距離を決定し、前記第２混合ＲＦ信号に基づき前記第２距離を決定し、前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサと、を含むシステム。
２．前記第２中心周波数は前記第１中心周波数の２倍である、構成１のシステム。
３．前記第１中心周波数は５０〜７０ＧＨｚの範囲内にあり、前記第２中心周波数は１００〜１４０ＧＨｚの範囲内にある、構成１、又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４．前記第１中心周波数は４〜６ＧＨｚの範囲内にあり、前記第２中心周波数は８〜１２ＧＨｚの範囲内にある、構成１、又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５．前記第１ＲＦ信号はマイクロ波ＲＦ信号である、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
６．前記第１ＲＦ信号はミリ波ＲＦ信号である、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
７．第３質問器装置であって、
目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第５ＲＦ信号を送信するよう構成される第５アンテナと、
前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第６ＲＦ信号を受信するよう構成される第６アンテナと、
前記第５ＲＦ信号及び前記第６ＲＦ信号を用いて、前記第３質問器装置と前記目標装置との間の第３距離を示す第３混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第３回路と、を含む第３質問器装置を更に有し、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第３混合ＲＦ信号に基づき前記第３距離を決定し、前記第３距離に更に基づき前記目標装置の前記位置を決定するよう更に構成される、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８．前記第１回路は、第１入力、第２入力、及び出力を備える周波数ミキサを有し、前記周波数ミキサは、前記第１入力で前記第１ＲＦ信号を、前記第２入力で前記第２ＲＦ信号を受信し、及び前記出力で前記第１混合ＲＦ信号を出力するよう構成される、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９．前記目標装置を更に有し、前記目標装置は、
前記第１中心周波数を有する第５ＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記第５ＲＦ信号を用いて、前記第２中心周波数を有する第６ＲＦ信号を生成するよう構成される回路と、
前記第６ＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナと、を含む、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１０．前記目標装置を更に有し、前記目標装置は、
前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記受信アンテナに結合され、前記受信アンテナから、前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を取得し、前記受信アンテナから取得した前記ＲＦ信号を変換して前記第２中心周波数を有する変換ＲＦ信号を取得し、及び送信アンテナへ前記変換ＲＦ信号を供給するよう構成される信号変換回路と、
前記変換ＲＦ信号を送信するよう構成される前記送信アンテナと、を含む、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１１．前記信号変換回路は、
前記受信アンテナの少なくとも１つの出力に結合された第１増幅器と、
前記第１増幅器の少なくとも１つの出力に結合された少なくとも１つの入力を備える周波数逓倍器回路と、
前記周波数逓倍器回路の少なくとも１つの出力に結合された少なくとも１つの入力、及び前記送信アンテナの少なくとも１つの入力に結合された少なくとも１つの出力を備える第２増幅器と、を含む、構成１０又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１２．前記信号変換回路は、
発振器と、
前記受信アンテナから取得した前記ＲＦ信号を前記発振器により生成されたＲＦ信号と混合するよう構成される周波数ミキサと、を含む、構成１０又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１３．前記信号変換回路は再生回路を含む、構成１０又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１４．前記信号変換回路は超再生（super−regenerative）回路を含む、構成１０又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１５．前記目標装置は、半導体ダイを含み、前記信号変換回路は、前記半導体ダイに統合される、構成１０又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１６．前記第１質問器装置は、第１半導体ダイを含み、前記第１回路は、前記第１半導体ダイに統合され、
前記第２質問器装置は、第２半導体ダイを含み、前記第２回路は、前記第２半導体ダイに統合される、構成１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
１７．システムであって、
第１質問器装置であって、
目標装置へ第１中心周波数を有する第１マイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される第２アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、ＲＦ信号について前記第１質問器と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、を含む第１質問器装置と、
第２質問器装置であって、
前記目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第３マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成される第３アンテナと、
前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第４マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される第４アンテナと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記第２質問器と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、を含む第２質問器装置と、を含むシステム。
１８．少なくとも１つのプロセッサであって、前記第１混合ＲＦ信号に基づき前記第１距離を決定し、前記第２混合ＲＦ信号に基づき前記第２距離を決定し、及び前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するよう構成される、少なくとも１つのプロセッサ、を更に有する構成１７に記載のシステム。
１９．前記第１質問器装置は、第１半導体ダイを含み、前記第１回路は、前記第１半導体ダイに統合され、
前記第２質問器装置は、第２半導体ダイを含み、前記第２回路は、前記第２半導体ダイに統合される、構成１７又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
２０．方法であって、
第１質問器装置から目標装置へ、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するステップと、
前記第１質問器装置において、前記目標装置から、前記第１周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するステップと、
第２質問器装置から前記目標装置へ、前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するステップと、
前記第２質問器装置において前記目標装置から、前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するステップと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号に基づき、第１距離を決定するステップと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号に基づき、第２距離を決定するステップと、
前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するステップと、を含む方法。
２１．装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成された送信アンテナと、
前記基板上に製造され、ＲＦ信号を受信するよう構成された受信アンテナと、
前記基板上に配置され、前記送信アンテナ及び受信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナに、前記送信アンテナにより送信されるべきＲＦ信号を供給し、前記受信アンテナにより受信されたＲＦ信号を処理するよう構成される回路と、を有し、
前記基板は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の高調波結合を低減する材料を有する、装置。
２２．第１線及び第２線を更に有し、前記回路は、前記第１線及び第２線を用いて前記送信アンテナに差動結合される、構成２１に記載の装置。
２３．前記回路は、第１信号を生成し、前記第１信号と位相のずれた第２信号を生成し、前記第１信号を前記第１線を介して前記送信アンテナに供給し、前記第１信号を前記送信アンテナに供給するのと同時に前記第２信号を前記第２線を介して同時に前記送信アンテナに供給するよう構成される、構成２２又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
２４．前記回路は、前記第１信号を１８０度だけ位相をずらすことにより、前記第２信号を生成するよう構成される、構成２３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
２５．前記送信アンテナは、前記第１信号及び前記第２信号の間の差に基づき生成された信号を送信するよう構成される、構成２３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
２６．第３線及び第４線を更に有し、前記回路は、前記第３線及び第４線を用いて前記受信アンテナに差動結合される、構成２２又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
２７．前記基板は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の高調波結合を低減するよう構成される周波数選択面を有する、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
２８．前記基板は、前記基板の少なくとも一部は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の高調波結合を低減するよう構成される吸収性コーティングにより覆われる、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
２９．前記基板に結合された半導体ダイを更に含み、前記回路は、前記半導体ダイに統合される、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
３０．前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、構成２９又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３１．前記送信アンテナは、第１回転方向に円偏波された信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波された信号を受信するよう構成される、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３２．前記送信アンテナは、ｆギガヘルツ（ＧＨｚ）の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、２ｆの中心周波数を有する少なくともＲＦ信号を受信するよう構成される、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３３．前記送信アンテナは、マイクロ波線形周波数変調ＲＦ信号を送信するよう構成される、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３４．前記送信アンテナは、５０〜７０ＧＨｚの範囲内の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、１００〜１４０ＧＨｚの範囲内の中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３５．前記送信アンテナは、４〜６ＧＨｚの範囲内の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、８〜１２ＧＨｚの範囲内の中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される、構成２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３６．装置であって、
基板と、
前記基板に接合された半導体ダイフリップチップと、
前記基板上に製造されマイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナにより送信されるべきマイクロ波ＲＦ信号を前記送信アンテナに供給するよう構成される回路と、を有する装置。
３７．前記基板上に製造され、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナを更に有し、前記回路は、前記受信アンテナに差動結合される、構成３６に記載の装置。
３８．前記基板は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の高調波結合を低減する材料を有する、構成３７又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
３９．前記回路は、前記送信アンテナにより送信されるべきマイクロ波線形周波数変調ＲＦ信号を生成するよう構成される、構成１６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
４０．装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイフリップチップと、
前記基板上に製造されマイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナに差動結合され、前記送信アンテナにより送信されるべきマイクロ波線形周波数変調ＲＦ信号を前記送信アンテナに供給するよう構成される回路と、を有する装置。
４１．システムであって、
質問器装置であって、
第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、を含む質問器装置と、
目標装置であって、
前記第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記質問器装置へ、前記第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、を含む目標装置と、
を有するシステム。
４２．前記第２受信アンテナを用いて第１ＲＦ信号を受信することに応答して、前記第１ＲＦ信号は前記第１回転方向に円偏波されており、前記目標装置は、前記第２送信アンテナを用いて、前記第２回転方向に円偏波された第２ＲＦ信号を送信するよう構成される、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４３．前記目標装置は、前記第１ＲＦ信号を用いて前記第２ＲＦ信号を生成するよう構成される、構成４２又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４４．前記質問器装置は、基板を有し、前記第１送信アンテナは、前記基板上にプリントされた円偏波プリントアンテナを有する、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４５．前記円偏波プリントアンテナは、パッチアンテナを有する、構成４４又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４６．前記円偏波プリントアンテナは、平面スパイラルアンテナを有する、構成４４又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４７．前記円偏波プリントアンテナは、第１線形偏波アンテナと、前記第１線形偏波アンテナに直交して配置された第２線形偏波アンテナと、を有する、構成４４又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４８．前記第１送信アンテナは指向性アンテナである、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
４９．前記第１受信アンテナは、前記基板上にプリントされた第２円偏波プリントアンテナを有する、構成４４又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５０．前記第２送信アンテナは折り返しダイポールである、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５１．前記第２送信アンテナは等方向性アンテナである、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５２．前記第１送信アンテナは前記第２送信アンテナより高いパワーアパーチャを有する、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５３．前記第１送信アンテナは、時計回り方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１受信アンテナは、反時計回り方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５４．前記第１送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成される、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５５．前記第１送信アンテナは、ミリ波ＲＦ信号を送信するよう構成される、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５６．前記第１送信アンテナは、ｆギガヘルツ（ＧＨｚ）の中心周波数を有するＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１受信アンテナは、ｆの高調波周波数である中心周波数を有する少なくともＲＦ信号を受信するよう構成される、構成４１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
５７．方法であって、
第１送信アンテナを用いて、第１回転方向に円偏波された第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するステップと、
第２受信アンテナを用いて、前記第１回転方向に円偏波された第２ＲＦ信号を受信するステップであって、前記第２ＲＦ信号は前記第１ＲＦ信号の伝搬の結果生じる、ステップと、
第２送信アンテナを用いて、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波された第３ＲＦ信号を送信するステップであって、前記第３信号は前記第２ＲＦ信号を用いて生成される、ステップと、
第１受信アンテナを用いて、前記第２回転方向に円偏波された第４ＲＦ信号を受信するステップであって、前記第４信号は前記第３ＲＦ信号の伝搬の結果生じる、ステップと、を有する方法。
５８．前記第１ＲＦ信号を送信する前記ステップは、前記第１回転方向に円偏波されたマイクロ波ＲＦ信号を送信するステップを有する、構成５７に記載の方法。
５９．装置であって、
目標装置へ、第１回転方向に円偏波された第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波された第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて前記装置と前記目標装置との間の距離を決定するよう構成される回路と、を有する装置。
６０．前記装置は、半導体ダイを有し、前記回路の少なくとも一部は前記半導体ダイに統合される、構成５９に記載の装置。
６１．装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイと、前記基板上に製造され、少なくとも１つの第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、を有する装置。
６２．前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、構成６１に記載の装置。
６３．前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、構成６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
６４．前記第２中心周波数は、前記第１中心周波数より大きく且つ前記第１中心周波数の高調波である、構成６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
６５．前記送信アンテナは、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信するよう構成され、
前記受信アンテナは、前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
前記回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、構成６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
６６．前記第１中心周波数は、前記第２中心周波数より大きく且つ前記第２中心周波数の高調波である、構成６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
６７．前記回路は、前記第２中心周波数を有する受信ＲＦ信号を前記第１中心周波数を有するＲＦ信号に変換する周波数逓倍器を有する、構成６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
６８．前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
６９．装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、少なくとも第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記基板上に製造され、少なくとも前記第１中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記基板上に製造され、少なくとも前記第２中心周波数でＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
を有し、前記半導体ダイは、
前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信し、前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、を有する、装置。
７０．前記質問器回路は、前記第１中心周波数を有する第１ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
前記質問器回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記第２ＲＦ信号を送信した外部装置との間の距離を示す混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、構成６９又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７１．前記目標装置回路は、周波数逓倍器を有し、前記目標装置回路は、
前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信し、
少なくとも部分的に前記周波数逓倍器を用いることにより、前記第３ＲＦ信号から前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を生成し、
前記第４ＲＦ信号を前記第２送信アンテナに供給する、よう構成される、構成６９又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７２．前記第１及び第２送信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成６９又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７３．装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイと、
前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、を有する装置。
７４．前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、構成７３に記載の装置。
７５．前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、構成７３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７６．前記送信アンテナは、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信するよう構成され、
前記受信アンテナは、前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
前記回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、構成７３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７７．前記回路は、前記第２中心周波数を有する受信ＲＦ信号を前記第１中心周波数を有するＲＦ信号に変換する周波数逓倍器を有する、構成７３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７８．前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成７３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
７９．装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
を有し、前記半導体ダイは、
ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
前記第２受信アンテナからＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、を有する、装置。
８０．前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、構成７９に記載の装置。
８１．システムであって、
同期回路と、
前記同期回路に結合された第１質問器装置であって、前記第１質問器装置は、
第１受信アンテナと、
前記同期回路から受信した無線周波数（ＲＦ）信号合成情報を用いて、前記送信アンテナによる送信のための第１ＲＦ信号を生成し、前記第１ＲＦ信号及び前記第１受信アンテナにより目標装置から受信された第２ＲＦ信号を用いて、前記第１質問器と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成する、よう構成される第１回路と、を有する第１質問器装置と、
前記同期回路に結合された第２質問器装置であって、前記第２質問器装置は、
第２受信アンテナと、
前記同期回路から受信した前記ＲＦ信号合成情報を用いて、第３ＲＦ信号を生成し、前記第３ＲＦ信号及び前記第２受信アンテナにより前記目標装置から受信した第４ＲＦ信号を用いて、前記第２質問器と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を生成する、よう構成される第２回路と、を有する第２質問器装置と、
を有するシステム。
８２．前記同期回路は、固定周波数発振器を有する、構成８１に記載のシステム。
８３．前記同期回路は直接デジタル合成器を含む、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８４．前記直接デジタル合成器は、線形周波数変調信号を送信するよう構成される、構成８３又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８５．前記第１質問器装置は、第１半導体ダイを更に含み、前記第１回路は、前記第１半導体ダイに統合される、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８６．前記第２質問器装置は、第２半導体ダイを更に含み、前記第２回路は、前記第２半導体ダイに統合される、構成８５又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８７．前記第１質問器装置は、前記第２質問器装置が前記第４ＲＦ信号を受信するのと同時に、前記第２ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８８．前記第１及び第２回路の各々は、前記同期回路から前記ＲＦ信号合成情報を取得するよう構成される、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
８９．少なくとも１つのプロセッサであって、前記第１混合ＲＦ信号に基づき前記第１距離を決定し、前記第２混合ＲＦ信号に基づき前記第２距離を決定し、及び前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するよう構成される、少なくとも１つのプロセッサ、を更に有する構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９０．前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９１．前記第２質問器装置は前記第２受信アンテナ以外のアンテナを含まない、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９２．前記送信アンテナは、第１中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有するマイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成８１又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９３．前記目標装置を更に有し、前記目標装置は、
前記第１中心周波数を有する第５ＲＦ信号を受信するよう構成される第３受信アンテナと、
前記第５ＲＦ信号を用いて、前記第２中心周波数を有する第６ＲＦ信号を生成するよう構成される第３回路と、
前記第６ＲＦ信号を送信するよう構成される送信アンテナと、を含む、構成９２又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９４．前記目標装置は、半導体ダイを更に含み、前記第３回路は、前記半導体ダイに統合される、構成９３又は任意の他の前述の構成に記載のシステム。
９５．方法であって、
無線周波数（ＲＦ）信号合成情報を生成するステップと、
前記ＲＦ信号合成情報を用いて第１ＲＦ信号を生成するステップと、
送信アンテナを用いて目標装置へ前記第１ＲＦ信号を送信するステップと、
前記第１ＲＦ信号を送信した後に、第１受信アンテナを用いて前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するステップと、
前記ＲＦ信号合成情報を用いて第３ＲＦ信号を生成するステップと、
第２受信アンテナを用いて前記目標装置から第４ＲＦ信号を受信するステップと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記第１受信アンテナと前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するステップと、
前記第３ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記第２受信アンテナと前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を生成するステップと、
を有する方法。
９６．前記ＲＦ信号情報を生成するステップは、発振器を用いて固定周波数ＲＦ信号を生成するステップを有する、構成９５に記載の方法。
９７．前記ＲＦ信号合成情報を生成するステップは、直接デジタル合成器を用いて線形周波数変調信号を生成するステップを有する、構成９５又は任意の前述の構成に記載の方法。
９８．前記目標装置から前記第２ＲＦ信号を及び前記目標装置から前記第４ＲＦ信号を受信する動作は、同時に実行される、構成９５又は任意の前述の構成に記載の方法。
９９．前記第１及び第２受信アンテナは、異なる基板上に配置される、構成９５又は任意の前述の構成に記載の方法。
１００．前記第１混合ＲＦ信号に基づき前記第１距離を決定するステップと、
前記第２混合ＲＦ信号に基づき前記第２距離を決定するステップと、
前記決定した第１距離及び第２距離を用いて前記目標装置の位置を決定するステップと、
を更に有する構成９５又は任意の前述の構成に記載の方法。
１０１．装置であって、
第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記第１中心周波数の高調波であり且つ前記第２中心周波数と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記受信アンテナ及び前記第１送信アンテナに結合された第１回路であって、前記第１ＲＦ信号を用いて前記第２ＲＦ信号を生成し、前記第２ＲＦ信号を送信のために前記第１送信アンテナに供給するよう構成される、第１回路と、
前記受信アンテナ及び前記第２送信アンテナに結合された第２回路であって、前記第１ＲＦ信号を用いて前記第３ＲＦ信号を生成し、前記第３ＲＦ信号を送信のために前記第２送信アンテナに供給するよう構成される、第２回路と、
を有する装置。
１０２．半導体ダイを更に含み、前記第１回路及び前記第２回路の各々は、前記半導体ダイに統合される、構成１０１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１０３．前記第１回路は第１周波数逓倍器を有し、前記第２回路は前記第１周波数逓倍器と異なる第２周波数逓倍器を有する、構成１０１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１０４．前記第１中心周波数の高調波であり且つ前記第２中心周波数及び前記第３中心周波数の各々と異なる第４中心周波数を有する第４ＲＦ信号を送信するよう構成される第３送信アンテナと、
前記受信アンテナ及び前記第３送信アンテナに結合され、前記第１ＲＦ信号を用いて前記第４ＲＦ信号を生成し、前記第４ＲＦ信号を送信のために前記第３送信アンテナに供給するよう構成される第３回路と、を更に有する構成１０１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１０５．前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成され、前記第１及び第２送信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成される、構成１０１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１０６．装置であって、
目標装置へ、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波である第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１中心周波数の高調波であり且つ前記第２中心周波数と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、
前記第１ＲＦ信号及び前記第３ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、
を有する装置。
１０７．半導体ダイを更に含み、前記第１回路及び前記第２回路の各々は、前記半導体ダイに統合される、構成１０６に記載の装置。
１０８．前記第１回路は第１周波数ミキサを有し、前記第２回路は前記第１周波ミキサと異なる第２周波数ミキサを有する、構成１０６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１０９．前記第１中心周波数の高調波であり且つ前記第２中心周波数及び前記第３中心周波数の各々と異なる第４中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するよう構成される第３受信アンテナと、
前記送信アンテナ及び前記第３受信アンテナに結合され、前記第１ＲＦ信号及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第３距離を示す第３混合ＲＦ信号を生成するよう構成される第３回路と、を更に有する構成１０６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１１０．前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成１０６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１１１．装置であって、
第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記第１中心周波数及び前記第２中心周波数の各々と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記第１、第２、及び第３中心周波数の各々と異なる第４中心周波数を有する第４ＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
回路であって、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて第５ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサ、前記第５ＲＦ信号を用いて前記第３ＲＦ信号を生成するよう構成される第１回路、及び前記第５ＲＦ信号を用いて前記第４ＲＦ信号を生成するよう構成される第２回路、を含む回路と、
を有する装置。
１１２．半導体ダイを更に含み、前記回路は、前記半導体ダイに統合される、構成１１１に記載の装置。
１１３．前記第１回路は第１周波数逓倍器を有し、前記第２回路は前記第１周波数逓倍器と異なる第２周波数逓倍器を有する、構成１１１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１１４．前記第３及び第４中心周波数と異なる第６中心周波数を有する第６ＲＦ信号を送信するよう構成される第３送信アンテナを更に有し、前記回路は、前記第５ＲＦ信号を用いて前記第６ＲＦ信号を生成するよう構成される第３回路を更に含む、構成１１１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１１５．前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成され、前記第１及び第２送信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成される、構成１１１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１１６．装置であって、
目標装置へ、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記目標装置へ、第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１及び第２中心周波数の各々と異なる第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記目標装置から、前記第１、第２、及び第３中心周波数の各々と異なる第４中心周波数を有する第４ＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号、前記第２ＲＦ信号、及び前記第３ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第１距離を示す第１混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第１回路と、
前記第１ＲＦ信号、前記第２ＲＦ信号、及び前記第４ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第２距離を示す第２混合ＲＦ信号を取得するよう構成される第２回路と、
を有する装置。
１１７．半導体ダイを更に含み、前記第１回路及び前記第２回路の各々は、前記半導体ダイに統合される、構成１０６に記載の装置。
１１８．前記第１回路は第１周波数ミキサを有し、前記第２回路は前記第１周波ミキサと異なる第２周波数ミキサを有する、構成１１６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１１９．前記第３中心周波数及び前記第４中心周波数の各々と異なる第５中心周波数を有する第５ＲＦ信号を受信するよう構成される第３受信アンテナと、
前記第１ＲＦ信号、前記第２ＲＦ信号、及び前記第５ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の第３距離を示す第３混合ＲＦ信号を生成するよう構成される第３回路と、を更に有する構成１１６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２０．前記第１及び第２送信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成１１６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２１．装置であって、
基板と、
前記基板上に配置され、第１中心周波数を有する第１無線周波数（ＲＦ）信号を生成するよう構成される発振器と、
前記基板上に搭載され、前記装置と異なる外部装置から、第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成される２重帯域アンテナと、
前記２重帯域アンテナ上に配置され、前記発振器により生成された前記第１ＲＦ信号を前記２重帯域アンテナにより受信した前記第２ＲＦ信号と混合することにより、第３中心周波数を有する第３ＲＦ信号を生成し、前記第３ＲＦ信号を送信のために前記２重帯域アンテナに供給する、よう構成される周波数ミキサと、を有し、
前記２重帯域アンテナは、前記第３ＲＦ信号を送信するよう構成される、装置。
１２２．前記基板は半導体ダイを有する、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２３．前記発振器は前記半導体ダイ内に形成された空洞共振器を有する、構成１２２又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２４．前記発振器は平面マイクロ波発振器を有する、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２５．前記周波数ミキサはダイオードを有する、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２６．前記周波数ミキサはダイオードで構成される、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２７．前記周波数ミキサはトランジスタを有する、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２８．前記周波数ミキサはトランジスタで構成される、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１２９．前記２重帯域アンテナは平面アンテナを有する、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３０．複数の柱であって、前記２重帯域アンテナは前記複数の柱を用いて前記基板に搭載される、複数の柱、を更に有する構成１２９又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３１．前記２重帯域アンテナは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アンテナを有する、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３２．前記ＭＥＭＳアンテナと前記基板との間に空隙が存在する、構成１３１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３３．前記第３中心周波数は、前記第１中心周波数及び前記第２中心周波数の和である、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３４．前記第１ＲＦ信号はマイクロ波ＲＦ信号である、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３５． 前記第２中心周波数は５０〜７０ＧＨｚの範囲内にあり、前記第３中心周波数は１００〜１４０ＧＨｚの範囲内にある、構成１２１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３６．装置であって、
基板と、
前記基板上に配置され、第１中心周波数を有する無線周波数（ＲＦ）信号を生成するよう構成される発振器と、
前記基板上に搭載され、第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される２重帯域微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アンテナと、
前記発振器により生成された前記ＲＦ信号を前記２重帯域ＭＥＭＳアンテナにより受信した前記ＲＦ信号と混合することにより、第３中心周波数を有するＲＦ信号を生成し、前記第３中心周波数を有する該ＲＦ信号を送信のために前記２重帯域ＭＥＭＳアンテナに供給する、よう構成される回路と、
を有する装置。
１３７．前記回路は、前記２重帯域アンテナ上に配置される、構成１３６に記載の装置。
１３８．前記基板は、半導体ダイを含み、前記発振器は、前記半導体ダイ上に製造される、構成１３６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１３９．前記発振器はマイクロ波ＲＦ信号を生成するよう構成される、構成１３６又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４０．装置であって、
基板と、
前記基板上に配置された発振器と、
前記基板上に搭載された２重帯域アンテナと、
前記発振器により生成されたマイクロ波ＲＦ信号を前記２重帯域アンテナにより受信したマイクロ波ＲＦ信号と混合することにより、マイクロ波無線周波数（ＲＦ）信号を生成し、前記生成したマイクロ波ＲＦ信号を送信のために前記２重帯域アンテナに供給するよう構成される回路と、
を有する装置。
１４１．装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイと、前記基板上に製造され、少なくとも１つの第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、を有する装置。
１４２．前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、構成１４１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４３．前記装置は、パッケージされた装置であり、前記パッケージされた装置は、
前記半導体ダイを前記基板に接合するフリップチップにより形成される第１レベル接続と、
前記パッケージされた装置をプリント回路基板に接続するよう構成される第２レベル接続と、
少なくとも前記半導体ダイのための保護カプセルと、を有する、構成１４２又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４４．前記第２レベル接続は、前記基板の底面に形成されたボールグリッドアレイを有する、構成１４３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４５．前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、構成１４１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４６．前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、等方向性アンテナである、構成１４５又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４７．前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、指向性アンテナである、構成１４５又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４８．前記第２中心周波数は、前記第１中心周波数より大きく且つ前記第１中心周波数の高調波である、構成１４５又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１４９．前記送信アンテナは、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信するよう構成され、
前記受信アンテナは、前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
前記回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、構成１４５又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５０．前記第１中心周波数は、前記第２中心周波数より大きく且つ前記第２中心周波数の高調波である、構成１４１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５１．前記回路は、前記第２中心周波数を有する受信ＲＦ信号を前記第１中心周波数を有するＲＦ信号に変換する周波数逓倍器を有する、構成１４１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５２．前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成１４１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５３．装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、少なくとも第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記基板上に製造され、少なくとも前記第１中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記基板上に製造され、少なくとも前記第２中心周波数でＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
を有し、前記半導体ダイは、
前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信し、前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、を有する、装置。
１５４．前記質問器回路は、前記第１中心周波数を有する第１ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
前記質問器回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記第２ＲＦ信号を送信した外部装置との間の距離を示す混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、構成１５３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５５．前記目標装置回路は、周波数逓倍器を有し、前記目標装置回路は、
前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信し、
少なくとも部分的に前記周波数逓倍器を用いることにより、前記第３ＲＦ信号から前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を生成し、
前記第４ＲＦ信号を前記第２送信アンテナに供給する、よう構成される、構成１５３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５６．前記第１及び第２送信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成１５３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５７．前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記第１送信アンテナ、前記第２送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、及び前記第２受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、構成１５３又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５８．前記第１送信アンテナ及び前記第２送信アンテナのうちの少なくとも１つと、前記第１受信アンテナ及び前記第２受信アンテナのうちの少なくとも１つとは、等方向性である、構成１５７又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１５９．前記第１送信アンテナ及び前記第２送信アンテナのうちの少なくとも１つと、前記第１受信アンテナ及び前記第２受信アンテナのうちの少なくとも１つとは、指向性である、構成１５７又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６０．装置であって、
基板と、
前記基板に搭載された半導体ダイと、
前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、を有する装置。
１６１．前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、構成１６０又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６２．前記装置は、パッケージされた装置であり、前記パッケージされた装置は、
前記半導体ダイを前記基板に接合するフリップチップにより形成される第１レベル接続と、
前記パッケージされた装置をプリント回路基板に接続するよう構成される第２レベル接続と、
少なくとも前記半導体ダイのための保護カプセルと、を有する、構成１６１又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６３．前記第２レベル接続は、前記基板の底面に形成されたボールグリッドアレイを有する、構成１６２又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６４．前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、構成１６０又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６５．前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、等方向性アンテナである、構成１６４又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６６．前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、指向性アンテナである、構成１６４又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６７．前記送信アンテナは、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信するよう構成され、
前記受信アンテナは、前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
前記回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、構成１６０又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６８．前記回路は、前記第２中心周波数を有する受信ＲＦ信号を前記第１中心周波数を有するＲＦ信号に変換する周波数逓倍器を有する、構成１６０又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１６９．前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、構成１６０又は任意の他の前述の構成に記載の装置。
１７０．装置であって、
基板と、
前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
前記基板上に製造され、前記第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
を有し、前記半導体ダイは、
ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
前記第２受信アンテナからＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、を有する、装置。
本開示の上述の実施形態は、種々の方法のうちの任意の方法で実施することができる。例えば、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実施されて良い。ソフトウェアで実施されるとき、単一のコンピュータで又は複数のコンピュータ間で分散して提供されるかに関わらず、ソフトウェアコードは、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの集合で実行できる。
また、本願明細書で概説した種々の方法又は処理は、種々のオペレーティングシステム若しくはプラットフォームのうちの任意の１つを用いる１又は複数のプロセッサで実行可能なソフトウェアとして符号化されて良い。さらに、このようなソフトウェアは、多数の適切なプログラミング言語及び／又はプログラミング若しくはスクリプティングツールのうちの任意のものを用いて書かれても良く、フレームワーク若しくは仮想マシンで実行される実行可能機械言語コード若しくは中間コードとしてコンパイルされて良い。
これに関して、本願明細書に開示した概念は、１又は複数のプログラムをエンコードされた非一時的コンピュータ可読記憶媒体（又は複数のコンピュータ可読媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１又は複数のフロッピディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）若しくは他の半導体素子内の回路構成、又は他の非一時的有形コンピュータ記憶媒体）として実施されて良く、該プログラムは、１又は複数のコンピュータ又は他のプロセッサで実行されると、上述の本発明の開示の種々の実施形態を実施する方法を実行する。１又は複数のコンピュータ可読記憶媒体は持ち運び可能であり、上述の本開示の種々の態様を実施するために、該コンピュータ可読記憶媒体に格納された１又は複数のプログラムが１又は複数の異なるコンピュータ若しくは他のプロセッサにロードできる。
用語「プログラム」又は「ソフトウェア」は、本願明細書では、上述の本開示の種々の態様を実施するためにコンピュータ又は他のプロセッサをプログラミングするために用いることができる任意の種類のコンピュータコード又はコンピュータ実行可能命令セットを表すために用いられる。さらに、理解されるべきことに、この実施形態の一態様によると、実行されると本開示の方法を実行する１又は複数のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータ又はプロセッサに存在する必要はなく、本開示の種々の態様を実施するために多数の異なるコンピュータ又はプロセッサの間でモジュラ形式で分散されて良い。
コンピュータ実行可能命令は、プログラムモジュールのような、１又は複数のコンピュータ又は他の装置により実行される多くの形式であって良い。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し又は特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、等を含む。プログラムモジュールの機能は、種々の実施形態で必要に応じて結合され又は分散されて良い。
また、データ構造は、任意の適切な形式でコンピュータ可読媒体に格納されて良い。説明を簡単にするために、データ構造は、該データ構造内の位置を通じて関連するフィールドを有するとして示された。このような関係は、フィールド間の関係を伝達するコンピュータ可読媒体内の位置を有するフィールドに記憶を割り当てることにより達成されて良い。しかしながら、データ構造内の情報間の関係を確立するために、ポインタ、タグ又はデータ要素間の関係を確立する他のメカニズムの使用を含む任意の適切なメカニズムが用いられて良い。
本発明の種々の特徴及び態様は、単独で、２以上の任意の組合せで、又は上述の実施形態で詳細に議論されていない種々の構成で用いられることができるので、それらの用途は以上に説明された又は図面に記載されたコンポーネントの詳細事項及び構成に限定されない。例えば、一実施形態で説明した態様は、任意の方法で他の実施形態で説明した態様と組合せることができる。
また、本願明細書に開示した概念は、一例が提供された方法として具現化されて良い。この方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けられて良い。したがって、実施形態は、図示した順序と異なる順序で動作が実行されることも想定しており、説明のための実施形態では順次的動作として示していても、幾つかの動作を同時に実行することも含む。
請求項の要素を修飾するための請求項における「第１」、「第２」、「第３」等のような序数の使用は、それ自体がある請求項の要素の他者に対する優先度、先行若しくは順序、又は方法が実行される時間的順序を示すものではなく、請求項の要素を区別するために特定の名称を有する１つの請求項の要素を（序数の使用以外は）同じ名称を有する別の要素から区別するために単にラベルとして用いられる。
また、本願明細書で用いられる表現及び用語は、説明を目的としており、限定として見なされるべきではない。「含む、有する（including又はcomprising、having、containing、involving）」及びそれらの変形は、以降に列挙される項目及びそれらの等価物、並びに追加の項目を包含することを意味する。

Claims (30)

  1. 基板と、
    前記基板に搭載された半導体ダイと、
    前記基板上に製造され、少なくとも第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
    前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
    前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、
    を有する装置。
  2. 前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、請求項１に記載の装置。
  3. 前記装置は、パッケージされた装置であり、前記パッケージされた装置は、
    前記半導体ダイを前記基板に接合するフリップチップにより形成される第１レベル接続と、
    前記パッケージされた装置をプリント回路基板に接続するよう構成される第２レベル接続と、
    少なくとも前記半導体ダイのための保護カプセルと、
    を有する、請求項２に記載の装置。
  4. 前記第２レベル接続は、前記基板の底面に形成されたボールグリッドアレイを有する、請求項３に記載の装置。
  5. 前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、請求項１に記載の装置。
  6. 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、等方向性である、請求項５に記載の装置。
  7. 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、指向性である、請求項５に記載の装置。
  8. 前記第２中心周波数は、前記第１中心周波数より大きく且つ前記第１中心周波数の高調波である、請求項１に記載の装置。
  9. 前記送信アンテナは、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信するよう構成され、
    前記受信アンテナは、前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
    前記回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、
    請求項１に記載の装置。
  10. 前記第１中心周波数は、前記第２中心周波数より大きく且つ前記第２中心周波数の高調波である、請求項１に記載の装置。
  11. 前記回路は、前記第２中心周波数を有する受信ＲＦ信号を前記第１中心周波数を有するＲＦ信号に変換する周波数逓倍器を有する、請求項１に記載の装置。
  12. 前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、請求項１に記載の装置。
  13. 装置であって、
    基板と、
    前記基板上に製造され、少なくとも第１中心周波数で無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
    前記基板上に製造され、前記第１中心周波数と異なる少なくとも第２中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
    前記基板上に製造され、少なくとも前記第１中心周波数でＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
    前記基板上に製造され、少なくとも前記第２中心周波数でＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
    前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに結合された半導体ダイと、
    を有し、前記半導体ダイは、
    前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
    前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有するＲＦ信号を受信し、前記第２中心周波数を有するＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、
    を有する、装置。
  14. 前記質問器回路は、前記第１中心周波数を有する第１ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナから前記第２中心周波数を有する第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
    前記質問器回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記第２ＲＦ信号を送信した外部装置との間の距離を示す混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、
    請求項１３に記載の装置。
  15. 前記目標装置回路は、周波数逓倍器を有し、前記目標装置回路は、
    前記第２受信アンテナから前記第１中心周波数を有する第３ＲＦ信号を受信し、
    少なくとも部分的に前記周波数逓倍器を用いることにより、前記第３ＲＦ信号から前記第２中心周波数を有する第４ＲＦ信号を生成し、
    前記第４ＲＦ信号を前記第２送信アンテナに供給する、
    よう構成される、請求項１３に記載の装置。
  16. 前記第１及び第２送信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記第１及び第２受信アンテナの各々は、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、請求項１３に記載の装置。
  17. 前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記第１送信アンテナ、前記第２送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、及び前記第２受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、請求項１３に記載の装置。
  18. 前記第１送信アンテナ及び前記第２送信アンテナのうちの少なくとも１つと、前記第１受信アンテナ及び前記第２受信アンテナのうちの少なくとも１つとは、等方向性である、請求項１７に記載の装置。
  19. 前記第１送信アンテナ及び前記第２送信アンテナのうちの少なくとも１つと、前記第１受信アンテナ及び前記第２受信アンテナのうちの少なくとも１つとは、指向性である、請求項１７に記載の装置。
  20. 装置であって、
    基板と、
    前記基板に搭載された半導体ダイと、
    前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される送信アンテナと、
    前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される受信アンテナと、
    前記半導体ダイに統合され、前記送信アンテナにＲＦ信号を供給し及び前記受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される回路と、
    を有する装置。
  21. 前記半導体ダイは、前記基板に接合されたフリップチップである、請求項２０に記載の装置。
  22. 前記装置は、パッケージされた装置であり、前記パッケージされた装置は、
    前記半導体ダイを前記基板に接合するフリップチップにより形成される第１レベル接続と、
    前記パッケージされた装置をプリント回路基板に接続するよう構成される第２レベル接続と、
    少なくとも前記半導体ダイのための保護カプセルと、
    を有する、請求項２１に記載の装置。
  23. 前記第２レベル接続は、前記基板の底面に形成されたボールグリッドアレイを有する、請求項２２に記載の装置。
  24. 前記基板は、少なくとも１つの導電層を有するプリント回路基板を有し、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、前記少なくとも１つの導電層をパターニングすることにより、前記基板上に製造される、請求項２０に記載の装置。
  25. 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、等方向性である、請求項２４に記載の装置。
  26. 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのうちの少なくとも１つは、指向性である、請求項２４に記載の装置。
  27. 前記送信アンテナは、第１ＲＦ信号を目標装置へ送信するよう構成され、
    前記受信アンテナは、前記目標装置から第２ＲＦ信号を受信するよう構成され、
    前記回路は、前記第１ＲＦ信号及び前記第２ＲＦ信号を用いて、前記装置と前記目標装置との間の距離を示す第１混合ＲＦ信号を生成するよう構成される周波数ミキサを有する、
    請求項２０に記載の装置。
  28. 前記回路は、前記第２中心周波数を有する受信ＲＦ信号を前記第１中心周波数を有するＲＦ信号に変換する周波数逓倍器を有する、請求項２０に記載の装置。
  29. 前記送信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を送信するよう構成され、前記受信アンテナは、マイクロ波ＲＦ信号を受信するよう構成される、請求項２０に記載の装置。
  30. 装置であって、
    基板と、
    前記基板上に製造され、第１回転方向に円偏波された無線周波数（ＲＦ）信号を送信するよう構成される第１送信アンテナと、
    前記基板上に製造され、前記第１回転方向と異なる第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第１受信アンテナと、
    前記基板上に製造され、前記第１回転方向に円偏波されたＲＦ信号を受信するよう構成される第２受信アンテナと、
    前記基板上に製造され、前記第２回転方向に円偏波されたＲＦ信号を送信するよう構成される第２送信アンテナと、
    前記基板に搭載され、前記第１送信アンテナ、前記第１受信アンテナ、前記第２送信アンテナ、及び前記第２受信アンテナに差動結合された半導体ダイと、
    を有し、前記半導体ダイは、
    ＲＦ信号を前記第１送信アンテナに供給し、前記第１受信アンテナからＲＦ信号を受信するよう構成される質問器回路と、
    前記第２受信アンテナからＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を前記第２送信アンテナへ供給するよう構成される目標装置回路と、
    を有する、装置。
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