摘要:太赫兹频段(0.1~10 THz)位于毫米波和红外光之间，具有独特的物理特性，已成为现代通信、成像、传感和安全检测等领域的关键技术。本文总结了太赫兹固态器件的研究进展，重点介绍了太赫兹固态功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、倍频器和混频器等关键电路的技术发展。随着材料和工艺的不断突破，太赫兹器件逐步实现了高集成度、小型化和低成本，特别是在GaN、InP和硅基工艺的应用上取得了显著进展。本文还讨论了太赫兹固态器件的挑战与发展方向，包括材料体系的创新、器件和电路的集成设计及系统优化等方面。

摘要:太赫兹天线具有尺寸小、频带宽、抗干扰性能强等特点，在太赫兹系统中承担着发射和接收太赫兹波的重要功能。但太赫兹频段自由空间损耗较高，单一太赫兹天线的增益通常有限，因此，发展太赫兹阵列天线技术已成为太赫兹天线领域的核心方向之一。本文系统综述了四类主流太赫兹阵列天线技术：太赫兹介质基板平面阵列天线、太赫兹封装阵列天线、太赫兹片上阵列天线以及太赫兹波导缝隙阵列天线的最新研究进展和主要创新思路，比较了不同研究的异同与各自优势，挖掘了适配每类太赫兹阵列天线技术的应用场景(车载/机载通信和雷达系统等)。最后总结并展望了太赫兹阵列天线技术未来面临的挑战及其潜在的解决途径。

摘要:太赫兹(THz)波位于红外与微波波段间，具有高透射性、低能量性、相干性、指纹光谱及瞬态性等独特属性，相较微波、X射线等在成像上更具优势，且能补充传统成像技术短板。随着光子与微电子技术发展，太赫兹成像技术在无损检测、生化传感、材料分析等领域应用广泛且成果显著。本文系统综述了太赫兹成像技术的研究进展，重点围绕光栅扫描成像、焦平面阵列成像、合成孔径雷达成像及近场成像技术展开，分析了各技术的分辨率、速度及适用场景差异。文中还介绍了太赫兹成像技术在材料科学、文物检测、生物医学等方面中发挥的关键作用，分析了太赫兹成像技术现有不足，展望了未来的发展方向。

摘要:全球恐怖主义与暴力犯罪背景下，隐匿枪支对公共安全构成严重威胁。然而，传统安检手段存在非金属探测失效、电离辐射风险及效率低下等缺陷。主动式太赫兹成像技术凭借非电离辐射、强穿透性及高分辨率特性，成为隐匿枪支检测的有效解决方案。本文综述了主动式太赫兹成像技术在枪支检测中的应用现状。首先，阐述了太赫兹波物理特性与主动式太赫兹成像原理，解析了发射源、扫描系统、核心算法等关键模块技术特征，梳理了太赫兹雷达成像体制分类。其次，梳理了国内外在主动式太赫兹成像检测枪支方面研究进展。最后，分析了设备成本高、高湿度衰减、欠采样成像模糊、复杂环境下实时性不足、便携性待提升等技术瓶颈，展望了多模态融合、智能化算法优化、标准化体系构建等发展方向。总而言之，主动式太赫兹成像已在机场、地铁等场景实现隐匿枪支的高效检测，未来需通过核心部件国产化与算法创新突破商业化瓶颈。

摘要:太赫兹辐射图像可实现目标被动探测。为了精确地获得目标与背景环境的太赫兹辐射图像，设计了一款太赫兹辐射成像系统。该系统通过二维扫描对视场进行空间采样，利用0.5 m反射面天线将辐射信号汇聚到中心频点为0.15 THz的辐射计，然后将辐射计输出的电压信号结合空间采样参数重构视场的辐射图像。为了研究地面目标可探测性，分别测量了昼夜和雨雾条件下视场可见光、0.15 THz和红外图像。实验结果表明，0.15 THz辐射成像系统能够捕捉宇宙微波背景的辐射能量，实现在昼夜和雨天中准确地探测反射率较高的目标。

摘要:为提升太赫兹逆合成孔径雷达(ISAR)成像质量，解决现有自适应孔径尺度变换算法的缺陷，本文提出一种基于散射点聚类的最大载噪比(CNR)尺度变换算法。该方法以图像区域统计特性分析为基础，先根据背景杂波统计特性对图像块分类，再分割目标散射点；接着使用层次化密度聚类算法(HDBSCAN)完成散射点聚类；最后以子孔径内目标散射点簇CNR最大化为目标求解最优化问题。实测数据验证了本方法的有效性，显著提升成像结果的CNR，目标轮廓更清晰，弱散射点得到增强。与现有算法相比，本方法通过目标分割与散射点聚类，为各子孔径划分散射点簇，并创新性地提出了最大CNR尺度变换算法。该算法在不改变簇内散射点能量分布的条件下，最大化融合图像目标的CNR，在保留目标细节的同时增强了弱散射点轮廓，改善了现有方法对弱散射区域增强不充分易造成图像块效应的问题。

摘要:受制于衍射极限，远场太赫兹成像技术空间成像分辨率理论极限为1/2波长，无法满足材料微观尺度信息表征的测试需求。面向半导体材料、序构材料等新材料微纳缺陷检测的应用需求，本文设计了一种大带宽扫频连续波太赫兹近场成像系统，采用全电子学的太赫兹一体化收发模块，经太赫兹波束空间合成，实现测试频率无缝覆盖0.11~1.10 THz，频率分辨率达到1 Hz。通过多频点信息融合，实现了材料微纳缺陷检测识别，空间成像分辨率≤100 nm，成像视场达到100 μm×100 μm。经对半导体材料、序构材料测试表征，验证了本文系统可通过优选测试材料对高分辨率扫频连续波的强响应太赫兹频点，实现高质量近场成像。

摘要:太赫兹雷达凭借其高分辨成像能力，能够使合成孔径雷达(SAR)图像中的阴影呈现出高清晰度与丰富细节。本文系统探究了太赫兹雷达阴影特性及其在结构反演中的应用价值。通过高塔、运动中的坦克、树木及日晷等典型目标的成像实验，验证了基于太赫兹雷达阴影特性的目标结构推断技术具有三大优势：阴影成像能有效消除高大建筑的叠掩现象，提供无模糊的几何轮廓；运动目标阴影呈现出稳定如光学图像的轮廓，为动目标结构判断提供了新依据；阴影还能揭示坦克炮管、日晷指针等延展型精细结构。研究表明，太赫兹雷达阴影特性可有效弥补传统基于散射强度分析方法的不足，为雷达目标结构推断带来了一种可靠的新技术思路。

摘要:空间目标的行为分析与认知是空间资产在轨安全维护与状态监测的关键支撑。太赫兹雷达波长短，且带宽大，多普勒效应显著，在空间目标的异动反演和识别方面具有独特优势。当前研究多集中于已知的全过程异动，而对未知的、包含异动发生瞬间的行为研究较少。本文首先建立了典型空间目标的异动模型并仿真其回波；构建了一个融合时域信号、一维距离像、微多普勒及二维成像的多维特征分析框架；通过实测数据验证了该方法的有效性。结果表明，相位的突变可指示异动发生时刻；一维距离像的偏移与弯曲对应于轨道异动；而微多普勒特征及二维图像的局部畸变则与姿态、形态异动密切相关。基于太赫兹雷达的信号特征实现了异动发生时刻的准确定位与类型判别，为空间目标异动行为的实时认知提供了系统性技术途径。

摘要:针对高频段太赫兹雷达散射截面(RCS)测量辐射源功率低、光斑调控困难等问题，本文提出了一种基于超宽带高功率太赫兹参量源及准光学反射式扩束的大静区范围RCS测量系统，能够实现太赫兹高频段目标RCS的高采样率、高灵敏度测量。利用Zemax软件设计了基于离轴抛物面镜的两级太赫兹光斑扩束准直光路，能够将不同频点处的太赫兹光斑均匀扩束至100 mm以上。以光滑铝球作为标准定标体，在3.2 THz和5.7 THz频点验证了测量系统的可靠性，在此基础上完成了光滑铝板、铝柱和弹头模型的RCS测量，并讨论了其随太赫兹频率的变化趋势。测量结果显示，该测量系统动态范围最高达68 dB，测量精确度优于3 dBsm，能够为高频段太赫兹雷达系统设计及大尺寸目标缩比测量提供支撑。

摘要:太赫兹频段金属材质反射率随温度的变化规律对于太赫兹目标主被动融合探测的研究具有重要意义。本文聚焦金属铝材质，通过与文献以及实测结果对比，验证扩展Hagen-Rubens理论公式适用于研究金属在太赫兹频段的反射性能。选取0.1 THz、0.2 THz、0.5 THz、1.0 THz、10 THz五个典型太赫兹频点计算了273~933 K范围内金属铝材质的反射率，发现随着温度的升高，在太赫兹频段金属铝材质的反射率逐渐降低且反射率变化不超过0.02。分析了不同温度下的典型金属铝球、正方形铝薄板和圆柱体的太赫兹雷达散射截面积(RCS)随温度的变化规律，结果表明，目标RCS在273~933K范围内缓慢变小，且变化量不超过0.05 dB。

摘要:抛物面天线可实现远距离、高精确度的信号收发，因此在通信领域应用广泛。近年来，由于逆合成孔径雷达(ISAR)图像几何参数(如抛物面天线指向)提取技术的进步，抛物面天线在空间态势感知中备受关注。然而，如何精准高效地估计抛物面天线的姿态，仍是一项重大挑战。针对当前抛物面特性提取不充分的问题，本文提出一种融合散射点增强与Transformer的ISARAngleNet方法，通过在残差网络(ResNet)残差块中加入专用的散射点增强模块，提取天线的鲁棒性特征；同时引入Transformer模型，弥补ResNet网络在全局建模上的不足；最后通过融合双路径姿态回归和散射点平滑约束的损失函数，网络能更精准地捕捉角度与散射特征间的复杂关系。通过暗室实验验证，本方法在抛物面天线数据集上姿态估计相比标准ResNet网络的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别提高了32.85%和24.5%，证明了该方法的优越性。

摘要:基于铁磁金属Ni₈₀Fe₂₀与非磁性金属Pt异质结构的自旋太赫兹源，通过加载电流密度不同的电流，可实现对太赫兹波幅值的调制。通过引线键合将自旋太赫兹源与印刷电路板连接，通过电流源加载不同大小的电流，在太赫兹时域光谱系统内收集自旋太赫兹源辐射的电磁信号。由于电流施加在自旋太赫兹源上会产生焦耳热，热量积累引起温度升高，铁磁材料的饱和磁化随温度的升高而降低。太赫兹波幅值受铁磁层饱和磁化的影响，幅值随外加电流的增大而减小，最终实现自旋太赫兹源的信号产生及电调制。在0.1~2.8 THz的频率范围内，实现了约59%的调制深度。通过理论推导，太赫兹发射幅值与外加电流密度的三次方呈线性相关，实验数据的曲线拟合结果证实了这一点。电调制这一方法有利于自旋太赫兹源的集成化发展，丰富了现有对自旋太赫兹源的调控手段，为理解自旋太赫兹源的工作原理提供了全新的方法。

摘要:面向太赫兹芯片的封装系统对波导腔体提出了小型化、高性能及高精确度制造等多方面的严格要求，使封装腔体电路设计面临巨大挑战。传统设计方法依赖人工建模与参数试错，过程繁琐，效率低下，难以满足复杂结构与多目标优化的设计需求。本文基于电磁仿真软件的脚本接口，构建了一套高效的智能化算法，实现了太赫兹波导腔体的快速建模、性能仿真与自动优化。通过对Y波段功率放大器腔体的设计与优化，验证了所提方法在芯片封装腔体设计中的可行性与有效性。该方法实现了太赫兹芯片封装中复杂波导腔体结构的高效智能设计，在高速通信、雷达系统及先进封装领域具有广泛应用前景。