超声成像检测（UID）技术具有检测结果直观等优势，是无损检测领域未来的主要发展方向之一。相比传统超声检测方式，激光超声因具有非接触式的特点成为重要检测手段。时间反转成像法可实现时间和空间的自适应聚焦，在非均匀介质中对目标的定位和检测具有广阔前景。介绍了以时间反转法为主的几种典型超声成像方法，对比分析不同成像算法的结果，介绍了超声成像领域常用的仿真软件。以激光超声为切入点对比常规超声，给出了现代超声检测技术概况和国内外先进的工业超声成像检测仪器设备概况，并对未来的成像检测技术进行了简要分析和展望。

螺栓球节点具有安装方便、受力性能合理等优点, 被广泛应用于各类大跨度空间结构中。然而, 安装时杆件错位、螺栓假拧和使用过程中材料老化等问题会使节点连接发生松动, 导致结构承载力下降, 甚至坍塌; 另一方面, 连接螺栓位于螺栓球节点内部, 从外部很难察觉内部螺栓连接发生了松动, 造成节点连接状态监测难。该文提出了一种基于压电传感的螺栓球节点连接松动状态监测方法, 通过在螺栓球和杆件上外贴压电陶瓷片, 分别作为驱动器和传感器, 利用压电陶瓷材料的正、逆压电效应, 基于时间反演技术对螺栓球节点连接松动状态进行监测。设计制作了一个螺栓球网架模型, 利用对套筒施加不同的扭矩来模拟螺栓球节点的不同松紧状态, 通过模型试验, 基于节点松动前、后压电陶瓷片接收到的聚焦信号峰值的变化, 实现对螺栓球节点连接松动状态的监测。试验结果表明, 该方法具有一定的有效性、可重复性和良好的抗噪性。

超声兰姆(Lamb)波无损检测技术是薄板结构应用很广的技术。针对由基准差信号提取损伤散射信号技术在应用中存在实用性差的问题, 该文提出了一种采用Lamb波时间反转聚焦原理结合椭圆法定位的方法。该方法首先根据ABAQUS仿真分析得到实验的可行性, 通过采集Lmab波反转聚焦信号得到时间延时, 计算出损伤与传感器的距离, 再通过几何定位得到损伤位置。结果表明, 该方法不仅能快速得到所需采集的信号, 也能准确地实现损伤定位, 达到提高薄板损伤检测能力的目的。

传统阵列信号处理及雷达系统中，利用阵列进行信号源定位尤其是到达方向（DOA)估计是一个非常有意义的问题。大多数的雷达系统将多径干扰回波处理为非期望杂波噪声，因此，复杂多散射环境对雷达系统的分辨率以及目标的定位精确性有负面影响。针对多输入多输出（MIMO)雷达，引入时间反转（TR)来充分利用多散射场景中多路径传播的空间多样性，提高现有DOA估计算法的性能。仿真结果表明，基于TR的MIMO雷达Capon估计算法相较于常规Capon算法，在复杂多径环境中且信噪比不高的情况下具有很好的估计性能，旁瓣抑制能力强，估计结果更精确。

时间反演电磁波具有的近、远场超分辨率聚焦特性和空时自适应聚焦特性, 使得时间反演电磁波在超分辨率成像、高精度定位、低能耗保密通信等方面有着巨大的应用前景。总结了时间反演技术的研究现状, 结合电子战领域的发展趋势, 分析时间反演电磁波在电子对抗领域的技术优势及应用前景, 并提出下一步的研究重点。

采用天线组阵辐射的方式实现空间功率合成, 是获取高功率微波的有效途径。利用奇异值分解空频矩阵获取时间反演后向传输信号, 天线阵列再次发射这些信号, 能完成目标探测, 同时在目标位置处实现空间功率合成。基于相同的峰值发射功率, 频率提高后的空频时间反演方法合成功率达到了理想合成功率的87.39%; 而TD-DORT方法仅为理想合成功率的19.55%。频率提高后的空频时间反演方法具有功率合成方面的高效性, 探测目标的同时在目标位置处合成高功率微波, 为空间功率合成提供了一种新的方法与途径。

由于信号多路径传输的存在，对于高速率调制的通信信号，传输质量往往会受到影响。因此研究了基于时间反演的通信多路径信号传输算法，通过运用时间反演迭代技巧，在已知空间多路径传输函数的前提下，通过发射时间反演信号，使得信号在接收端聚焦，最终得以提高多路径信道环境下的信噪比，优化了信号波形，降低了误码率，明显减轻了定点通信中多路径传输带来的影响。通过多路径传输注入式实验，验证了算法的有效性。

为提高复杂环境下线性调频连续波(LFMCW)雷达的目标检测性能，分析了多路径对目标检测的影响，针对时间反转(TR)技术的优点，提出了基于时间反转技术的检测模型，并探讨了该模型的可行性，最后通过仿真比较了不同检测算法的检测性能。仿真结果表明，基于时间反转技术的检测模型相比于传统目标检测算法具有更好的检测性能。

生物组织对光的散射使得光束通过透镜后无法在组织的深层(大于1 mm 处)聚焦，制约了需要光能聚焦的成像技术(如共聚焦显微、双光子显微)在生物医学领域的应用。为了抑制生物组织的散射效应，将光聚焦到深层组织，需要对入射光的波前进行调制。基于此要求，以下三种光学聚焦技术得以提出并发展：用待聚焦区的光强作为反馈信号的波前整形技术；将声光调制和时间反演(或光学相位共轭)技术相结合进而在散射介质内部实现光学聚焦的技术；对散射介质传输矩阵进行测量的光学聚焦技术。本文对上述光学聚焦技术的研究进展进行了综述，比较并展望了其在生物医学领域中的应用前景。