超宽带探地雷达（简称UWBGPR）是指利用高频超宽带雷达脉冲对地下浅层目标进行高分辨率成像的地球物理勘探方法，具有无损探测、分辨率高、探测速度快、对目标敏感等优点。时间反演(TR)技术采用超宽带通信的多径效应，实现信号在目标点的时间-空间聚焦，并利用时间反转的时空聚焦特性，定位目标，提高探地雷达目标检测的性能。　　本文首先从两个方面介绍了时间反转技术。从信号运算的角度介绍了时间反转的时空聚焦特性，证明了时间反转在复杂非均匀媒介的时间聚焦性比在简单媒介的聚焦效果更好；从电磁角度介绍了时间反转技术并引出格林函数。针对时间反转成像算法用于超宽带探地雷达多目标成像时，由于各个目标体的能量聚焦时刻和聚焦能量的强度都不相同，导致多目标成像的无法同时进行成像以及由于目标体之间的相互干扰带来目标体遗漏的缺陷。本文提出了一种利用时间反转技术实现超宽带探地雷达多目标成像的算法。该算法主要处理思路在于，对成像区域加入窗函数对目标区域进行分别成像，最后叠加。从理论仿真和实测验证本算法成像效果非常好。　　从电磁波传播的角度，提出多重信号分类方法与时间反转技术结合的超宽带探地雷达多目标成像算法。该算法通过分析传输矩阵来获得特征值、特征向量对应目标体的数目和位置来对目标体定位。通过在垂直方向位置重合且放置距离较近的两个目标体进行仿真来验证该算法的实用性。