高超声速气流压缩面设计时，反设计是一种先进的设计手段，它可以直接有效的控制壁面气动参数发展规律，以保证整个压缩面有更合理的减速增压规律。本文利用超声速流有旋特征线理论，根据壁面压力分布和马赫数分布反设计高超声速压缩面，并对压缩面气动性能变化规律进行研究。论文研究了壁面马赫数的减速规律对压缩面气动性能的影响，发现通过调整若干控制点处马赫数梯度可以改变压缩面的减速程度，压缩面气动性能也随之改变。文中设计了壁面马赫数分布函数为两段三次曲线的高超压缩面，每段马赫数分布函数均由压缩面上三个控制点处的马赫数梯度大小决定。研究了控制点处马赫数梯度对压缩面气动性能及壁面参数分布的影响，研究发现，最靠前的控制点对压缩面气动性能影响最大，压缩面出口处控制点对压缩面气动性能的影响很小，但会影响压缩面出口附近壁面参数分布。基于壁面压力分布和马赫数分布分别反设计了等压力梯度压缩面和等马赫数梯度压缩面，研究两类压缩面的气动性能演变规律。在此基础上，研究了高超声速曲面压缩面分段反设计的方法，前段压缩面按照等马赫数梯度规律设计，后段压缩面按照等压力梯度规律设计。研究表明，前段压缩面控制的流场区域大，对压缩面气动性能影响大，后段压缩面控制的流场区域小，对压缩面气动性能影响小；采取前移分段点、降低后段压缩面压力梯度的方法可以在不改变总压恢复的前提下改善压缩面出口气动参数分布，为进气道内压段设计提供更高品质的进口气流。