海洋是目标信号传至接收点所经的声信道,如何克服传播介质不均匀及信道的多途特性对接收信号的影响,是声纳信号处理的关键之一。时间反转法是从光学中的相位共轭法演变而来的一种自适应聚焦方法,它具有不需要介质不均匀性的先验信息,实现自适应聚焦的独特优点。在本论文中,以水下目标探测为研究背景,以时间反转聚焦特性为依据,分别从理论分析、计算机模拟和信道水池实验论证了时间反转处理实现水下目标探测的空-时逆滤波的可能性和可行性。论文回顾了时间反转镜技术的发展历程,介绍了时间反转镜的几个热点应用和一些利用时间反转镜的新方法。并针对单阵元时间反转法的时间空间聚焦特性进行了理论分析和实验研究,证明单阵元时间反转聚焦的可实现性和时间反转过程对发射换能器主旁瓣比的有效提高以及发射信号频率对聚焦点位置的影响。最后重点介绍了单阵元时间反转技术在目标探测上的应用。时间反转镜的时间分辨率和空间分辨率与很多因素有关。海洋波导的结构,声速的分布,海底和海面的反射率以及吸收都将影响到时间反转镜的聚焦效果。同样的,探测信号的形式(频率、脉宽),时间反转信号的处理长度都是决定其空间聚焦取的一个因素。通过理论研究和实验验证的结果,都预示着时间反转将会有更好的工程应用前景.