近年来,超材料得到快速发展,为许多研究领域和工程应用提供了新的思路。编码超材料作为人工电磁超材料一个新兴的分支领域,它的设计过程融入了数字编码的思想,将超材料基本单元的反射相位归一化后进行编码,然后设计基本单元的排列方式实现调控太赫兹波的目的。因此合理设计超材料的基本单元和序列对于编码超材料的研究十分重要。本文主要针对编码超材料在太赫兹波调控方面展开研究,论文的主要内容如下:第一,分析和推导了编码超材料的原理,首先推导了广义的斯涅尔定理,表明合理设计超材料的基本单元引入相位梯度,从而能够进行反射波束的调控,为实现太赫兹波调控提供理论依据。随后通过相控阵天线理论,以1比特编码超材料为例,推导得到远场散射函数和方向性系数,并且通过仿真软件CST验证了三种编码序列₁M、M₂和M₃的散射方向图。第二,通过CST设计和仿真四种基本单元结构,分析对比后选择田字型单元作为编码超材料的基本单元。通过仿真软件CST建模仿真,设计工字型、十字型、田字型等四种基本单元,并且分析了单元结构的反射率和反射相位等仿真结果。对于设计的田字型单元,除了谐振频率外,其反射率能够达到80%以上。在1THz到1.5THz的频率范围内,相邻田字型单元之间的相位差约为50,继续优化后可以达到相位差为45的设计要求,因此选择田字型单元作为编码超材料器件的基本单元。第三,通过仿真软件CST优化确定8个尺寸的田字型单元,相邻单元间的反射相位差约为45,随后设计了1比特、2比特、3比特编码超材料。对于1比特和2比特编码超材料,棋盘式等序列把太赫兹波散射为两束、三束以及四束反射波,并且可以控制反射波的方向和数量。对于3比特编码超材料,它是非周期随机排布的序列,该序列会对太赫兹波产生漫反射现象,形成许多无规律的散射波,由能量守恒定律可知每个反射波的能量非常小,从而能够实现太赫兹波RCS的缩减。