太赫兹波通常是指频率介于0.1-10 THz之间的电磁波。太赫兹器件的发展是促进太赫兹波研究的重要组成部分,其中太赫兹源的研究又居于主要地位。太赫兹光电导发射天线具有宽频带、高信噪比、低泵浦光功率以及可光纤集成化等优点,被广泛应用于太赫兹光子学研究中。目前的光电导天线存在的主要问题是无法对其辐射的太赫兹波的频谱进行调控,这很大程度上制约了太赫兹技术实用化的进程。为了拓展光电导天线的功能,高自由度地控制其频谱的峰值强度和功率分布,本论文将金属超材料微结构集成至太赫兹光电导发射天线共面传输线,通过调节超材料微结构的几何形状、尺寸及位置等参数,可以实现对太赫兹光电导发射天线背向辐射频谱特征的灵活调制。基于支路滤波器相关研究,本论文中设计了几种对称的分布在太赫兹光电导发射天线节两侧的超材料微结构,微结构与共面传输线相连接。利用太赫兹时域光谱系统,对集成了超材料微结构的天线进行实验测量,得到可重复的天线时域及频域信号。通过分析对比实验数据,并结合数值模拟结果,归纳总结了微结构对天线背向辐射的调控规律,明确了超材料在调控天线频谱特征过程中的角色,揭示了超材料微结构调制天线辐射频谱的内在物理机制。本论文提出的将金属超材料与光电导天线相结合,用微结构对太赫兹天线背向辐射进行调控的方法,具有灵活、高效、可拓展性高等优点,为研发高集成度、多功能的太赫兹源等研究有重要的参考价值。