این پایان¬نامه به کاربردها و توسعه¬ی تکنیک¬های معکوس زمانی (time-reversal) بر اساس روش¬های پردازش سیگنال برای امواج الکترومغناطیس باند پهن در محیط¬های همگن و تصادفی گسسته و پیوسته تمرکز دارد. روش¬های معکوس زمانی بر اساس تغییرناپذیری معادلات ماکسول تحت شرایط معکوس شدن مولفه¬ی زمانی آن، یکی از تکنیک¬های مناسب و قابل توجه برای تصویربرداری می¬باشند. با افزایش ناهمگنی و پراکندگی چندگانه در محیط، دقت این تکنیک¬ها افزایش می¬یابد. به دلیل موفقیت تکنیک معکوس زمانی در امواج صوتی، علاقه¬ی زیادی در استفاده از روش time reversal با امواج الکترومغناطیس در فرکانس رادیویی بوجود آمده است. در این پایان نامه ابتدا به بررسی وضوح بالای تمرکز امواج الکترومغناطیس uwb معکوس شده¬ی زمانی در محیط زمینه¬ی تصادفی پیوسته نوع اول و دوم پرداخته خواهد شد. همچنین دو تکنیک¬ dort و tr-music که روش¬های تصویربرداری با وضوح بالا برای تشخیص و مکان¬یابی اهداف پنهان شده در محیط¬های همگن و ناهمگن می¬باشند، را از پایه معرفی نموده، آن را در آزمایشگاه عددی fdtd کد نویسی و پیاده¬سازی کرده و پارامترهای موثر در کارایی این تکنیک¬ها را ارزیابی می¬نماییم. عملکرد این دو تکنیک در تصویربرداری مایکروویو در یک محیط ناهمگن تصادفی شامل پراکنده کننده¬های نقطه¬ای نشان داده شده است. محیط ناهمگن تصادفی درنظرگرفته شده بر اساس تغییرات مکانی نفوذپذیری خاک می¬باشد. اثر پارامترهای یک محیط ناهمگن تصادفی بر روی مقادیر ویژه و بردارهای ویژه¬ی اپراتور معکوس زمانی برای دو هدف نزدیک به هم مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در ادامه، به مسأله¬ی تصویربرداری ماکروویوی با استفاده از تکنیک tr-music در حالت کلی، جنبه¬ی ویژه و کاربردی¬اش را اضافه نموده و آن را به سوی مسأله¬ی «تصویربرداری از پشت دیوار» هدایت می¬نماییم. اثرات پلاریزاسیون با استفاده از این تکنیک در این مثال کاربردی مورد شبیه سازی و تحلیل قرار می¬گیرد، همچنین در این راستا نشان داده می¬شود که این تکنیک حتی برای حالتی که دیوار دارای تلفات شدید باشد، نتایج قابل قبولی را بدست می¬دهد. در نهایت به ردیابی هدف در پشت دیوار با استفاده از تکنیک tr-music پرداخته خواهد شد.