电磁场的空间调控是指根据需求在指定空间区域内产生满足预期幅度、相位或幅相分布的电磁场,其在众多的工程应用领域中都有着巨大潜力。近年来微波医疗、微波加热、保密通信、装备测试等应用场景对电磁场的空间调控需求越来越强烈,催生了一系列的方法技术实现电磁场的空间调控。现有的几种电磁场场的空间调控技术都有着各自的局限性。基于线阵平面波场合成技术,主要依赖于优化算法,仅能实现简单的电磁波场分布,计算量巨大,无法对复杂空间场分布进行综合。基于超材料的空间场调控方法,由于设计过程繁琐,设计方案不具备普适性,使得其使用场景有限;基于时间反演(Time Reversal)点聚焦场的空间场赋形技术,可以实现不少经典的几何场分布赋形,其基本原理是点聚焦场的线性叠加,在对复杂电磁分布赋形时,由于探测天线之间存在衍射极限会限制空间场的赋形精度,同时由于点聚焦场间的不相关性也会引起不可控副瓣的产生,造成合成场质量下降。如何实现对电磁场的高效、经济的空间调控,是一个巨大的挑战。针对上述问题,本文将从波数域合成的角度出发研究电磁场的合成与调控,以到达场(arriving fields)作为空间场合成的基本场,结合时间反演技术的自适应定位与空时聚焦的优势,提出了一种基于时间反演的一维均匀场综合方法。最终采用简单阵列结构,在指定空间区域生成指定宽度的一维均匀场,研究内容包括:首先,简要介绍了基于TR点聚焦的赋形技术,并指出了其优势与缺点。阐述了波数谱投影理论以及空间场的波数域合成理论,研究了均匀平面波、理想点源、偶极子天线、任意线极化天线的到达场,并以基于均匀平面波场的一维均匀场合成为例,研究了合成一维均匀场的基本性质。其次,根据基于时间反演的波数域综合理论,提出了一维均匀场合成的方案。通过对不同阵列单元,不同阵列排布方式合成的一维均匀场进行对比,确定了基于偶极子天线半圆阵列的一维均匀场物理可实现合成方案。然后,研究了影响一维均匀场合成精度的关键因素。就天线阵列的布置方式、单元数目、目标合成场宽度等对合成场的影响进行了研究,并揭示了到达场的波数谱畸变是影响合成精度的主要因素。最后,以进一步提升合成一维均匀的质量为目标,通过遗传算法,优化设计阵列单元的馈入信号,最终得到了纹波系数<0.3dB、空间能量利用效率大于80%的高质量一维均匀场,并仿真验证了优化结果。通过分析优化前后的合成一维均匀场波数谱,证明了提升一维均匀场合成质量的关键是改善到达场波数谱交叠与偏移带来的合成误差。