太赫兹无线通信具有传输速率高、频段资源丰富、不易被探测和截收、带宽大、抗干扰能力强等诸多优点，而太赫兹波调制器作为太赫兹无线通信系统的关键器件之一，成为了目前太赫兹领域研究中的热点。太赫兹波调制器性能很大程度上取决于材料的选取，石墨烯不仅具有光学透明、稳定、高强度、高电导率、高热导率等优良的物理特性，而且具有独特的零带隙的能带结构，在狄拉克点附近还具有线性的能带结构，通过改变石墨烯的化学势可以起到调节石墨烯电导率的作用，这些特性使石墨烯成为太赫兹波调制器设计的理想材料。本文在分析单层石墨烯和多层石墨烯结构的等效电路基础上，设计和分析了基于单层石墨烯透射型和反射型太赫兹调制器以及基于双层石墨烯的太赫兹调制器。本文的主要研究工作和成果如下：利用自由空间内石墨烯的等效电路和均匀平行平板介质波导的等效传输线模型，建立了硅/二氧化硅基底上的单层石墨烯结构的等效电路和多层石墨烯结构的等效电路，并分别对上述等效电路进行了简化。然后，利用上述等效电路，设计并分析了三种太赫兹调制器，它们分别是基于石墨烯的透射型调制器，基于石墨烯的反射型调制器和基于双层石墨烯的反射型调制器。利用硅/二氧化硅基底上的单层石墨烯结构的等效电路，设计和分析了基于石墨烯的透射型调制器和反射型调制器。其中，基于石墨烯的透射型调制器由石英玻璃基片、单层石墨烯薄膜和二氧化硅/硅构成。利用该调制器的等效电路模型，分析了它的调制深度，其结果与光学散射矩阵法的计算结果一致。理论分析的结果表明，载波为0.6THz时，当调制信号电压由0V变化到50V时，理论调制深度可达24.12%，调制带宽为55.5KHz，性能优越。通过进一步的优化，即使用两层石墨烯重叠的结构，使得调制深度上升到了40.13%，并且由于两层石墨烯的电阻小于单层石墨烯，使得调制带宽上升到了98.41KHz。基于石墨烯的反射型调制器由金属层，石英玻璃基片、单层石墨烯薄膜和二氧化硅/硅构成。由于电磁波被底层金属反射，电磁波将经过石墨烯两次，使得其调制深度将高于同规格的透射型调制器。通过同样的等效电路方法，得出这种调制器在载波为0.6THz时，当调制信号电压由0V变化到50V时，理论调制深度可达68.8%，调制带宽为55.5KHz。通过利用氧化铝镀层物理地分隔两个单层石墨烯，并将这种结构应用于反射型调制器的设计中，我们设计了一种基于双层石墨烯的反射型调制器。该结构避免了多层石墨烯使用时对层数的限制，并且能提供更大的调制深度。根据硅/二氧化硅基底上的多层石墨烯结构的等效电路建立了该调制器的等效电路。通过它的等效电路，计算出这种调制器在载波为0.6THz时，当调制信号电压由0V变化到50V时，理论调制深度可达68.8%，由于两层石墨烯层之间的串联增加了器件的电阻，使得调制器的RC时间变长，减少了它的调制带宽。该调制器的3dB调制带宽为15.355KHz。