太赫兹技术近年来获得了世界范围内的广泛关注,研发势头如火如荼。太赫兹波的频谱位置和频段优点已在诸多领域展现出巨大的应用潜能,这其中雷达探测与电磁隐身一直是一个重要的应用方向。太赫兹波段雷达有更高的分辨率,更广的信号带宽以及天然的反隐能力。此外,雷达散射截面(RCS)缩比测量这种经典的电磁散射特征测量方式在太赫兹波段具有更大的缩比倍率,不仅减小了系统的耗费成本,更重要的是使该技术可运用在像大飞机和战舰等超大型目标上。而与太赫兹电磁探测相对应,太赫兹波段的隐身隐形研究随着太赫兹雷达探测的发展也引起了相当的关注,而隐身领域的研究,又间接促进了太赫兹器件研究的繁荣。本论文的工作,以太赫兹波段RCS缩比测量技术和太赫兹隐身技术为主题,围绕这一对太赫兹波段电磁对抗的矛与盾,开展了系统而深入的研究,取得了一系列原创性成果。具体的内容包括:1,太赫兹缩比雷达系统的搭建和多种目标太赫兹波段RCS散射特征的测量。为在太赫兹波段测量目标RCS散射特性,搭建了宽频时域太赫兹缩比雷达系统,并对系统进行了初步校准。该系统是由经典的光电导天线4f太赫兹时域光谱系统改造而成,采用钛宝石飞秒激光振荡级作为泵浦源,各项参数达到国际先进水平。利用该系统测量了一系列缩比军事模型的散射信号,并摸索出由太赫兹时域散射信号提取目标各角度、各频段RCS特征的算法,反推了这些目标在实战雷达波段的RCS散射特征,展示了太赫兹RCS缩比测量强大的功能。2,基于背向反投影算法的时域雷达成像研究。与微波段不同,本工作中太赫兹缩比雷达为时域脉冲雷达。通过采用背向反投影算法,成功地运用各角度散射的太赫兹信号对目标缩比模型进行了成像研究。成像结果不仅具有理论上亚毫米量级的横向和距离向分辨率,更重要的是,目标各点处散射强弱可以在成像结果中以强度形式表现出来,可用于分析被测模型的散射点分布,也对目标隐身外形设计提供了参考,可作为目标外形隐身设计的辅助工具。3,太赫兹隐身研究。太赫兹电磁隐身与太赫兹雷达探测是矛与盾的关系,本论文中所采取的是超材料隐身机制。其设计基于经典的转换光学理论,并针对无奇点、大尺度、无平移和简易加工等实际需求,通过数值模拟仿真给出了改进版反射式隐身设计。实验上,利用蓝宝石双折射晶体制备出太赫兹波段的隐身超材料样品,并运用光纤化太赫兹时域光谱系统对隐身效果、隐身的宽带型和鲁棒性进行了实验验证,在国际上率先实现了毫米量级区域的太赫兹波段电磁波隐身,推动了太赫兹隐身超材料的研究发展。4,立体等离激元诱导透明(plasmon induced transparency,PIT)超材料的数值研究。除了基于转换光学理论实现的隐身以外(透射式隐身和反射式隐身为主),吸收式隐身也是隐身研究的一个重要方向,PIT超材料能操控物质的群折射率和相折射率,实现大群折射的同时保持非常高的透过率,有望应用其原理引导电磁波规避目标实现隐身。为此设计了一种立体的太赫兹波段等离激元诱导透明超材料,其立体结构使得电场和磁场都能与外场进行耦合,并为超材料的几何设计提供了更多的设计维度,使未来基于PIT超材料的结构设计和应用更加灵活,更易应用到后继的太赫兹隐身设计中。