随着无线通信技术的快速发展,移动通信用户的急剧增长,频谱资源日益紧张,具有自动方向追踪能力的低成本、高增益、紧凑型的天线系统备受关注。同时为了保证天线系统在多种场景下的高适用性,如增大系统雷达散射截面（RCS）的目标探测技术、降低系统RCS的隐身技术等,基于方向回溯天线实现系统的RCS参数可调也成为了研究的重点。针对传统的方向回溯系统包括角反射器无法调制后向散射信号、Van Atta阵天线效率太低等问题,基于时间反演理论实现的方向回溯天线是一种新的方向。本论文的目的是设计并制作出系统RCS参数可调的方向回溯天线阵,主要研究内容包括:1.针对传统角反射器系统无法调制后向散射信号的问题,基于无源微波器件罗特曼（Rotman）透镜设计回溯天线阵系统并实现RCS参数可调,该设计通过时间反演电磁波的共轭相位响应实现对平面波束的方向回溯。设计了在10GHz工作频率下,由13个波束端口和10个阵列端口组成的Rotman透镜,仿真结果表明透镜具有幅度一致性和固定相位差分布的输出端口特性,并实现-45°至45°的波束扫描范围。同时在透镜波束端口连接处设计了由开关、环形器和放大器组成的RCS控制电路,通过调节电路中放大器的增益可以实现系统的RCS参数可调。2.针对单一贴片天线辐射增益较小的问题,基于微带阵列天线理论设计了串馈式微带阵列天线作为与透镜相连的辐射单元,可以实现较小的回波损耗和较高的方向图增益。同时对整个系统模型进行全波电磁仿真验证,结果表明系统能够实现9.85至10.15GHz带宽范围内平面波输入信号的方向回溯。然后通过调节RCS控制电路,验证了通过电路放大器来控制天线阵系统RCS参数可调的可行性。最后,基于仿真结果和建模设计图制作出方向回溯天线阵实物结构。3.针对多平台条件下方向回溯时的时空频不一致问题,基于时间反演理论提出一种适用于分布式运动平台的相位共轭电路,电路主要由载波提取模块和混频模块组成,基于ADS仿真环境对电路各个组成部分进行建模和仿真,验证电路实现相位共轭的可行性。