时间反转(TR)方法是一种新颖的自适应聚焦技术。常规的噪声源定位技术通常要求介质是均匀的或需要有信道的先验知识，而TR方法的一个突出优点是可以在没有任何环境先验知识的情况下具有自适应匹配声信道的作用，从而引导声信号在时间上进行压缩以及在空间上进行聚焦。另外，TR方法还能利用声传播的多径效应，提高噪声源定位的空间分辨率，且还具有一定的抗干扰能力，使得该方法已广泛应用于多个领域。但常规的TR方法也存在一些不足，限制了它在工程实际中的进一步应用与推广。其中一个主要的不足是TR方法对噪声源的定位能力受声波衍射极限分辨率的限制，理论上其定位噪声源的空间分辨率最高为二分之一个波长，因此并不能提供出足够的噪声源位置信息以及噪声的辐射特性，尤其对低频声源更是如此。但在实际应用过程中，低频声源的信息往往不可忽视，因此研究如何提高该方法定位低频声源的空间分辨率具有非常重要的意义。另一方面，TR方法还可利用多径效应提高噪声源的定位效果，因此研究如何将其应用于复杂声场的声源定位也很有必要。此外，当声源与传声器阵列存在相对移动时，传声器阵列测量的声信号包含多普勒效应，导致声源定位结果与重建的声源信号均会带来很大误差，因此还有必要研究声源运动时TR方法如何能准确地定位声源以及重建声源信号。　　本文针对TR方法定位声源存在的问题展开研究。针对自由场中低频声源定位分辨率低的问题，首先提出了一种波数域的修正单极子TR方法，通过测量声压重建出了时反声压梯度场，提高了低频声源定位的空间分辨率;其次通过与等效源法的对比，提出了一种空间域的改进单极子TR方法，无需空间Fourier变换运算，直接在空间域提高了低频声源定位的空间分辨率。针对封闭空间内的声源定位问题，按照封闭空间形状的不同，将封闭空间分为矩形封闭空间和任意形状封闭空间，在矩形封闭空间中，提出了将单极子TR方法分别与模态叠加法和镜像法相结合的方法定位声源，在任意形状封闭空间中，提出了将单极子TR方法与等效源法相结合的方法定位声源。针对声源处于运动状态的问题，提出了一种新的时域-波数域方法，有效地消除了静止传声器阵列测量信号中的多普勒效应，为进一步使用单极子TR方法在时域定位运动声源和重建非稳态声源信号提供了条件。本文的主要研究工作和成果总结如下:　　第一章首先简要地回顾了TR方法的产生、发展历程和分类，然后系统地介绍了TR方法用于声源定位的研究现状以及在应用中存在的问题，并在此基础上确定了本文的研究内容。　　第二章对自由场中几种常规TR方法的理论公式进行了详细推导，并对时反声场进行二维空间Fourier变换将其变换到波数域，从倏逝波角度分析限制这些方法的声源定位分辨率的原因，然后对几种不同的TR方法的计算结果进行了比较，提出了一种波数域的修正单极子TR方法，提高了在自由场中定位低频声源的空间分辨率，最后通过数值仿真和实验验证了该方法的有效性，并对影响该方法的因素进行了分析。　　第三章对自由场中单极子TR方法和等效源法的计算公式进行了比较，通过引入奇异值分解分析了两种方法定位声源的空间分辨率不同的原因，并提出了一种空间域的改进单极子TR方法，通过理论推导证明了改进的单极子TR方法与等效源法的等效性。最后通过数值仿真和实验对改进前后的单极子TR方法的适用范围进行了分析。　　第四章针对封闭空间中的声源定位问题，按照封闭空间形状的不同，将封闭空间分为矩形封闭空间和任意形状封闭空间。在矩形封闭空间中，提出了将单极子TR方法分别与模态叠加法和镜像法相结合的方法定位声源;在任意形状封闭空间中，提出了将单极子TR方法与等效源法相结合的方法定位声源。最后通过数值仿真和实验验证了上述方法的有效性，利用球阵列的空间分布特性，对封闭空间内位于不同方位的多个声源进行一次性定位，并对噪声等影响因素进行了分析。　　第五章针对声源与传声器阵列存在相对移动的情形，提出一种新的时域-波数域去多普勒效应方法，并将该方法与单极子TR方法相结合在时域定位运动声源和重建非稳态声源信号。最后通过数值仿真和实验证明了利用该方法可以有效消除静止传声器阵列测量信号中的多普勒效应，能准确识别出运动声源的位置和重建非稳态声源信号，并分析了影响该方法的因素。　　第六章对全文的研究工作进行了总结和概括，并提出了需要进一步研究和解决的问题。