太赫兹波是指频率介于100GHz至10THz的电磁波,处于毫米波和光波之间的特殊位置,具有大带宽、高安全性和强方向性等诸多优势。随着全球移动数据流量的爆炸式增长,传统的微波毫米波频段愈发拥挤,亟待开发新的频谱资源。另一方面,太赫兹频段存在大量尚待开发的频谱资源,具有超高速无线通信潜力。因此,太赫兹通信技术是第六代移动通信技术（6G）的理想选择之一,也是太赫兹科学技术的热点研究领域,受到了世界各国学者的广泛关注。本文围绕固态太赫兹全双工高速无线通信技术,重点针对太赫兹全双工通信系统前端中的关键电路（滤波器、多工器、正交调制器等）开展深入研究。基于关键电路的突破,集成了210GHz频分复用全双工无线通信系统,成功实现了传输距离大于1km的室外双向高速无线数据实时传输演示实验。本文主要内容包括以下四个方面:（1）太赫兹准椭圆滤波器技术。滤波器具有频率选择作用,是通信系统的关键电路之一,能够避免环境噪声、镜像信号的影响。低损耗、大带宽、高矩形系数的滤波器一直是国内外学者研究的热点问题。本文从双模谐振腔引入传输零点物理机理入手,对太赫兹准椭圆滤波器进行了深入研究,提出了一种基于TE301与TE102双模谐振腔与提取极点结构的340GHz准椭圆波导滤波器,实测插入损耗优于0.7d B,3d B相对带宽达到9.9%,30d B矩形系数达到0.87。其次,本文又提出了一种基于TM110与TE101双模谐振腔的140GHz准椭圆波导滤波器,实测插入损耗优于0.3d B,相对带宽达到10%,30d B矩形系数达到0.81。该滤波器具有结构对称性好、腔槽宽深比低等优势,在降低电路加工难度的同时保持滤波器的高性能。（2）太赫兹多分支耦合型多工器技术。多工器是频分复用全双工通信系统中的核心电路,主要用于不同信道信号的分离与聚合。太赫兹频段多分支耦合型多工器因其设计复杂加工难度大,过去对其研究相对较少。本文从多分支耦合型多工器模型建立方法入手,基于低阶多模分布式模型与全波电磁模型,提出了一种适用于太赫兹多分支耦合型多工器的高效且精确的空间映射建模优化方法。基于该方法,首先提出了一种220GHz多分支耦合四工器,四个通道均采用切比雪夫型带通滤波器。实验结果表明,四个通道插入损耗优于1.8d B,公共端口回波损耗优于15d B,发射端口与接收端口隔离度优于60d B。其次,为了提高频谱利用率,实现宽带多工器,本文基于TM120与TE101双模滤波器研制了一种140GHz宽带三工器。实测三个通道插入损耗优于1d B,公共端口回波损耗优于15d B,相对带宽大于20%,且三个通道间的隔离度优于45d B。（3）太赫兹正交调制器。在太赫兹频段,传统的超外差体制需要一次甚至多次变频,这一方面增加了系统复杂度,另一方面受限于中频带宽,难以实现宽带高速数据传输。然而采用I/Q直接调制的方式,通过太赫兹正交调制器直接调制基带的I、Q两路信号,能够极大简化系统架构,实现宽带高速传输。因此,本文围绕太赫兹正交调制器技术,从肖特基势垒二极管物理机理入手,建立了混频二极管三维电磁精确模型,采用“场+路”联合的分析方法研究了210GHz正交调制器。实验结果表明,在190-230GHz频率范围内,正交调制器I、Q两路调制损耗优于16d B,最佳调制损耗分别达到11.1d B与11.4d B,I、Q两路的幅度不平等坦度小于4d B。另外,对正交调制器的边带抑制度进行了测试,实验结果表明,在1-18GHz中频范围内,边带抑制度优于9d B。（4）太赫兹全双工高速无线通信技术。在关键电路突破的基础上,本文以高速无线演示验证系统实现为牵引,开展了太赫兹全双工高速无线通信技术的研究,搭建了100Gbit/s太赫兹无线通信原理验证系统与210GHz全双工公里级无线通信演示系统。前者基于高速任意波形发生器与示波器,采用相干解调方式,实现了传输速率高达100Gbit/s,传输距离大于2m,误码率低于10-7的16QAM调制信号传输,证明了太赫兹超高速通信潜力。后者综合考虑工作带宽、模块性能、基带数据处理能力等因素,上行链路采用传统超外差架构,下行链路采用太赫兹I/Q直接调制的方式,在室外1050m的通信距离下,实现了上行传输速率10Gbit/s,下行传输速率20Gbit/s的双向实时数据传输,并进行了高清视频传输演示。