А в чем проблема, взять какой-нить ARM на сотню мгц, записать отклик и заанализируйся... Там же анализ амплитуды и фазы многое может рассказать. Надо же пользоваться современными вычислительными возможностями. А современные ARMы с 128, 256 кб озу на борту - вполне по цене и подключаются не сложнее пиков и атмег. А пока нет сигнала можно и в спячку его. Обычных батареек хватит вполне...
Я бы еще акселерометр поставил на петле чтобы дополнительно информацию получить о форме обьекта. Вдруг он круглый, выпуклый такой... со времен войны остался... не дай бог.