太赫兹通信技术作为实现未来空间高速传输的关键技术,具有高频率、窄波束、抗干扰性强等优点。太赫兹通信技术将广泛应用于军事国防和民用通信领域。如何实现高速率远距离的太赫兹通信系统成为国内外研究的热点问题。太赫兹调制器作为太赫兹直接调制无线通信系统的核心组成器件之一,现阶段面临结构复杂、调制速率低等问题。本文将鳍线与人工微结构加载肖特基二极管结合的方式设计太赫兹调制器,并对设计的调制器在太赫兹通信系统中开展了相关的验证实验。本文围绕着基于直接调制的太赫兹无线通信系统,开展了太赫兹调制器的研究工作。首先研究基于二氧化钒材料的太赫兹准光型调制器。该准光型调制器采用人工微结构与二氧化钒结合的形式实现了表面磁场可动态调节,具有19.48d B的开关比。然后研究了太赫兹频段肖特基二极管的伏安特性,通过模拟仿真提取二极管的等效电路参数,根据二极管参数设计了基于鳍线结合人工微结构的220GHz调制器,该调制器的插损为6d B,开关比为15d B,带宽为30GHz。同时设计了基于鳍线结合人工微结构的340GHz调制器并进行了矢网测试,该调制器的插损为6d B,开关比为21d B,满足太赫兹通信系统对器件性能的基本要求。开展了太赫兹高速无线通信实验研究工作。建立了传输衰减模型对太赫兹波信道衰减特性进行估算。根据调制方式不同,开展了两类太赫兹无线通信系统实验研究工作。第一类依据所研制的太赫兹调制器,搭建了基于直接调制的太赫兹无线通信系统,该系统工作于340GHz,采用直接检波接收技术,在20米距离实现了6Gbps的视频传输;采用混频接收技术,在250米下实现了1.5Gbps的眼图传输。第二类是基于混频调制的太赫兹无线通信系统,该系统工作在220GHz,在20米的通信距离下,采用混频调制实现了10Gbps的视频传输;采用正交混频调制实现了20Gbps的视频传输。通过对以上两部分的研究,本文从仿真设计和加工测试到系统搭建进行了详细的研究和分析,验证了太赫兹通信系统的可行性,为今后的太赫兹无线通信技术的长期发展提供了良好的技术支持。