本文着重研究了光学时间反演镜技术,并对其进行了理论分析及改良,在此基础上将其推广应用到无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Network)上。无线传感器网络被誉为下一代的关键技术之一,但因为节点所能提供的能量有限,节点使用寿命及功能也因此受限,本文将时间反演(TR,Time Reversal)应用于无线传感器网络的能量传输,利用TR能量时空聚焦的特性,采用TR无线输能的方式为节点供电。传统的无线传感器网络节点定位技术在多径较多的复杂环境中精度会受其影响大幅降低而且通信抗检测截获性能也不佳。基于TR的无线传感器网络能够有效抑制多径效应对定位的影响并能有效降低无线传感器网络的信息在空间与时间上被非法检测和截获的概率。针对以上研究,本文建立了基于TR的无线传感器网络的通信、定位、信息安全及能量传输仿真平台,在Visual Studio 2008平台下采用MFC + DirectX技术开发实现。平台具有三维场景建模、二维场分布及传输波形绘制、普通UWB通信及TR-UWB通信仿真、传感器网络定位、安全性分析及能量传输仿真功能,并具有友善简易的图形用户界面(GUI)。最后,通过多个仿真实例对平台功能进行了测试。通过TR-UWB系统的通信仿真,证明了TR对UWB系统通信性能的提高,并在其基础上进行了改进,研究了one-bit TR和threshold one-bit TR对UWB系统性能的影响;通过对传感器网络各项功能的仿真,证明了TR应用于无线传感器网络的潜力及应用价值。经测试,各项功能均达到预期目标并符合理论推导。