时间反演技术因具有良好的时空聚焦特性,目前已成为目标定位、目标成像、无线通信等领域的研究热点之一。该技术在解决电磁波传播过程中的逆问题与实现激励源的源重构应用中具有巨大的研究价值。本文围绕时间反演技术的时空聚焦特性,探索了一系列新型算法和改进算法,并将其应用在基于源重构的相控阵失效阵元诊断和电磁干扰源定位中,获得了良好的应用效果。具体研究内容分为以下四个部分:首先,本文基于数字信号处理方法对时间反演的时空聚焦特性进行了理论推导,数值结果证实了时间聚焦现象和空间聚焦现象的存在,验证了推导结论的有效性。同时,基于时间反演的频域分析,说明了任意形式信号源都存在时空聚焦特性,并验证了信号的带宽和形式是影响源重构聚焦效果的重要因素。其次,提出了一种提高辐射源重构精度的改进算法。该算法利用源的空间稀疏性,不仅可以提高多个离散脉冲激励源的重构精度,还可以有效提高聚合源的重构精度。此外,针对上述改进算法无法实现非零时刻激励源重构的问题,本文通过引入最小熵算法对上述算法进行了改进,以实现对任意时刻激励源的精确重构。然后,针对前文所述算法无法实现连续脉冲激励源重构的问题,本文提出了一个先进行空间定位再进行时间定位的源重构算法,以扩展基于时间反演技术辐射源重构方法的应用范围。该算法依据时间反演的聚焦特性,利用聚类算法对空间点进行了分类,从而获得源点的位置信息,再利用最大峰值准则寻找重构源的聚焦时刻,从而重现该时刻所有空间点位置的场分布,最终实现源重构。为了验证上述算法的有效性,本文对矩形波信号源进行了源重构实验和电磁干扰源定位实验。最后,为了解决前文算法无法高效定位相控阵天线中发生时移失效阵元的问题,本文提出将频域反卷积的源重构算法应用于失效信号源的定位。该算法可以在保证定位效率更高,时间成本更低的同时,实现失效信号源的准确定位。本文通过一个相控阵天线检测领域的应用实例证实了该算法的有效性。此外,考虑到实际工程应用中的时间反演腔壁是有损耗的导电材料,会对重构精度产生一定影响,本文研究了一种在时间反演腔壁上放置金属板的方法以提高源重构的精度。