射频定位技术以及相关联的系统、装置和方法制造方法及图纸

一种装置包括：基板；安装在基板上的半导体管芯；发射天线，其被制造在基板上并且被配置成至少以第一中心频率发射射频(RF)信号；接收天线，其被制造在基板上并且被配置成至少以与第一中心频率不同的第二中心频率接收RF信号；以及电路系统，其与半导体管芯集成并且被配置成向发射天线提供RF信号并从接收天线接收RF信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频定位技术以及相关联的系统、装置和方法相关申请的交叉引用本申请按照35U.S.C.§119要求以下申请的权益：于2015年12月17日提交的题为“FREQUENCY-SHIFTTRANSPONDER”的美国临时申请序列第62/268,741号；于2015年12月17日提交的题为“RADARONACHIP”的美国临时申请序列第62/268,745号；于2016年1月6日提交的题为“HIGH-PRECISIONPOSITIONINGSYSTEMFORAGROUNDPENETRATINGRADARSYSTEM”的美国临时申请序列第62/275,400号；于2016年3月10日提交的题为“HIGH-PRECISIONTIMEOFFLIGHTMEASUREMENTSYSTEMFORPICKINGANDPACKING”的美国临时申请序列第62/306,469号；于2016年3月10日提交的题为“HIGH-PRECISIONTIMEOFFLIGHTMEASUREMENTSYSTEMFORMICRONAVIGATIONANDLOCALIZATION”的美国临时申请序列第62/306,478号；以及于2016年3月10日提交的题为“HIGH-PRECISIONTIMEOFFLIGHTMEASUREMENTSYSTEMONACHIP”的美国临时申请序列第62/306,483号，上述临时申请中的每一个通过引用并入本文中。
技术介绍
准确确定对象或目标的位置的能力对于许多应用具有潜在的益处。受益于对象定位的一些示例性应用包括运动跟踪、虚拟现实、游戏、自主系统、机器人等。已经推行寻求提供定位的许多技术，包括全球定位系统(GPS)技术、接收的信号强度指示(RSSI)测量、光学图像数据处理技术、红外测距等。通常，这些常规方法在应用上由于一个或更多个缺陷而受到限制，所述缺陷包括相对差或不足的准确度和/或精度、引起相对较长的刷新率的计算复杂性、环境限制(例如限于室外的操作、蜂窝或网络访问要求和/或易受背景杂波或噪声影响)、成本、尺寸等。
技术实现思路
一些实施方式提供了一种系统，该系统包括：第一询问器装置，其包括被配置成向目标装置发射具有第一中心频率的第一射频(RF)信号的第一天线、被配置成从目标装置接收具有作为第一频率的谐波的第二中心频率的第二RF信号的第二天线以及被配置成使用第一RF信号和第二RF信号来获得指示第一询问器装置与目标装置之间的第一距离的第一混合RF信号的第一电路系统；第二询问器装置，其包括被配置成向目标装置发射具有第一中心频率的第三RF信号的第三天线、被配置成从目标装置接收具有第二中心频率的第四RF信号的第四天线以及被配置成使用第三RF信号和第四RF信号来获得指示第二询问器装置与目标装置之间的第二距离的第二混合RF信号的第二电路系统；以及至少一个处理器，其被配置成基于第一混合RF信号来确定第一距离、基于第二混合RF信号来确定第二距离以及使用所确定的第一距离和第二距离来确定目标装置的位置。一些实施方式提供了包括第一询问器装置和第二询问器装置的系统。第一询问器装置包括：第一天线，其被配置成向目标装置发射具有第一中心频率的第一微波射频(RF)信号；第二天线，其被配置成从目标装置接收具有作为第一频率的谐波的第二中心频率的第二微波RF信号；以及第一电路系统，其被配置成使用第一RF信号和第二RF信号来获得指示第一询问器与目标装置之间的第一距离的第一混合RF信号。第二询问器装置包括：第三天线，其被配置成向目标装置发射具有第一中心频率的第三微波RF信号；第四天线，其被配置成从目标装置接收具有第二中心频率的第四微波RF信号；以及第二电路系统，其被配置成使用第三RF信号和第四RF信号来获得指示第二询问器与目标装置之间的第二距离的第二混合RF信号。一些实施方式提供了一种方法，该方法包括：从第一询问器装置向目标装置发射具有第一中心频率的第一射频(RF)信号；在第一询问器装置处且从目标装置接收具有作为第一频率的谐波的第二中心频率的第二RF信号；从第二询问器装置向目标装置发射具有第一中心频率的第三RF信号；在第二询问器装置处且从目标装置接收具有第二中心频率的第四RF信号；基于第一RF信号和第二RF信号来确定第一距离；基于第三RF信号和第四RF信号来确定第二距离；以及使用所确定的第一距离和第二距离来确定目标装置的位置。一些实施方式提供了一种装置，该装置包括：发射天线，其被配置成发射射频(RF)信号；接收天线，其被配置成接收RF信号；以及电路系统，其差分地耦接至发射天线和接收天线并且被配置成向发射天线提供要由发射天线发射的RF信号并且被配置成处理由接收天线接收到的RF信号。一些实施方式提供了一种装置，该装置包括：基板；发射天线，其被制造在基板上并且被配置成发射射频(RF)信号；接收天线，其被制造在基板上并且被配置成接收RF信号；以及电路系统，其设置在基板上并且差分地耦接至发射天线和接收天线并且被配置成向发射天线提供要由发射天线发射的RF信号并且被配置成处理由接收天线接收到的RF信号，其中，基板包括用于减少发射天线与接收天线之间的谐波耦合的材料。一些实施方式涉及一种装置，该装置包括：基板；半导体管芯，其以倒装芯片方式接合至基板；发射天线，其被制造在基板上并且被配置成发射微波射频(RF)信号；以及与半导体管芯集成的电路系统，该电路系统差分地耦接至发射天线并且被配置成向发射天线提供要由发射天线发射的微波RF信号。一些实施方式涉及一种装置，该装置包括：基板；安装在基板上的半导体管芯；发射天线，其被制造在基板上并且被配置成发射微波射频(RF)信号；以及与半导体管芯集成的电路系统，该电路系统差分地耦接至发射天线并且被配置成向发射天线提供要由发射天线发射的微波线性调频RF信号。一些实施方式提供了一种系统，该系统包括：询问器装置，其包括被配置成发射沿第一旋转方向圆偏振的射频(RF)信号的第一发射天线以及被配置成接收沿与第一旋转方向不同的第二旋转方向圆偏振的RF信号；以及目标装置，其包括被配置成接收沿第一旋转方向圆偏振的RF信号的第二接收天线以及被配置成向询问器装置发射沿第二旋转方向圆偏振的RF信号的第二发射天线。一些实施方式提供了一种方法，该方法包括：使用第一发射天线来发射沿第一旋转方向圆偏振的第一射频(RF)信号；使用第二接收天线来接收沿第一旋转方向圆偏振的第二RF信号，第二RF信号是由第一RF信号的传播而产生的；使用第二发射天线来发射沿与第一旋转方向不同的第二旋转方向圆偏振的第三RF信号，第三信号是使用第二RF信号生成的；以及使用第一接收天线来接收沿第二旋转方向圆偏振的第四RF信号，第四信号是由第三RF信号的传播而产生的。一些实施方式提供了一种装置，该装置包括：第一发射天线，其被配置成向目标装置发射沿第一旋转方向圆偏振的第一射频(RF)信号；第一接收天线，其被配置成从目标装置接收沿与第一旋转方向不同的第二旋转方向圆偏振的第二RF信号；以及电路系统，其被配置成使用第一RF信号和第二RF信号来确定装置与目标装置之间的第一距离。一些实施方式提供了一种装置，该装置包括：基板；安装在基板上的半导体管芯；发射天线，其被制造在基板上并且被配置成至少以第一中心频率发射射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：基板；半导体管芯，其安装在所述基板上；发射天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以第一中心频率发射射频(RF)信号；接收天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以与所述第一中心频率不同的第二中心频率接收RF信号；以及电路系统，其与所述半导体管芯集成并且被配置成向所述发射天线提供RF信号以及从所述接收天线接收RF信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 US 62/268,745;2015.12.17 US 62/268,741;1.一种装置，包括：基板；半导体管芯，其安装在所述基板上；发射天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以第一中心频率发射射频(RF)信号；接收天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以与所述第一中心频率不同的第二中心频率接收RF信号；以及电路系统，其与所述半导体管芯集成并且被配置成向所述发射天线提供RF信号以及从所述接收天线接收RF信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述半导体管芯以倒装芯片方式接合至所述基板。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述装置是封装装置，所述封装装置包括：第一级连接，所述第一级连接通过将所述半导体管芯以倒装芯片方式接合至所述基板而形成；第二级连接，所述第二级连接被配置成将所述封装装置连接至印刷电路板；以及用于至少所述半导体管芯的保护性封装。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二级连接包括形成在所述基板的底表面上的球栅阵列。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基板包括具有至少一个导电层的印刷电路板，并且其中，所述发射天线和所述接收天线通过使所述至少一个导电层图案化而被制造在所述基板上。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述发射天线和所述接收天线中的至少一个是各向同性的。7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述发射天线和所述接收天线中的至少一个是定向的。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二中心频率大于所述第一中心频率并且所述第二中心频率是所述第一中心频率的谐波。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发射天线被配置成向目标装置发射第一RF信号，其中，所述接收天线被配置成从所述目标装置接收第二RF信号，并且其中，所述电路系统包括混频器，所述混频器被配置成使用所述第一RF信号和所述第二RF信号来生成指示所述装置与所述目标装置之间的距离的第一混合RF信号。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一中心频率大于所述第二中心频率并且所述第一中心频率是所述第二中心频率的谐波。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路系统包括倍频器，所述倍频器用于将接收到的具有所述第二中心频率的RF信号变换成具有所述第一中心频率的RF信号。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发射天线被配置成发射微波RF信号，并且所述接收天线被配置成接收微波RF信号。13.一种装置，包括：基板；第一发射天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以第一中心频率发射射频(RF)信号；第一接收天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以与所述第一中心频率不同的第二中心频率接收RF信号；第二接收天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以所述第一中心频率接收RF信号；以及第二发射天线，其被制造在所述基板上并且被配置成至少以所述第二中心频率发射RF信号；半导体管芯，其安装至所述基板并且耦接至所述第一发射天线、所述第一接收天线、所述第二发射天线和所述第二接收天线，所述半导体管芯包括：询问器电路系统，其被配置成向所述第一发射天线提供具有所述第一中心频率的RF信号并且从所述第一接收天线接收具有所述第二中心频率的RF信号；以及目标装置电路系统，其被配置成从所述第二接收天线接收具有所述第一中心频率的RF信号并且向所述第二发射天线提供具有所述第二中心频率的RF信号。14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述询问器电路系统被配置成向所述第一发射天线提供具有所述第一中心频率的第一RF信号并且从所述第一接收天线接收具有所述第二中心频率的第二RF信号，以及其中，所述询问器电路系统包括混频器，所述混频器被配置成使用所述第一RF信号和所述第二RF信号来生成指示所述装置与发射所述第二RF信号的外部装置之间的距离的混合RF信号。15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述目标装置电路系统包括倍频器，并且其中，所述目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·L·哈尔瓦特，托马斯·H·李，大卫·A·明代尔，
申请(专利权)人：修麦提克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US