太赫兹波由于其高分辨率、高穿透性和高安全性等特点，太赫兹MIMO阵列雷达结合了多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）阵列技术，能够实现实时高分辨率成像，在人体安检等领域得到了广泛应用。然而，由于太赫兹波波长更短以及稀疏布阵使阵元间距远大于发射信号半波长，使阵列雷达波束方向图中出现高栅旁瓣电平问题，影响成像质量。针对该问题，文中在差分进化算法的基础上提出了一种双策略自适应差分进化算法（Dual Strategy Adaptive Differential Evolution，DSADE）用于阵列优化：首先，改进种群初始化方法，使用Kent混沌序列生成初始种群，该方法能够使初始个体基因在解空间中分布更加均匀；其次，提出了一种双变异策略，使算法能够根据迭代次数和个体适应度值选择合适的变异策略；最后，对参数进行了自适应改进，使参数能够根据个体进化情况进行自主调整。为验证DSADE算法收敛性选取了8组标准函数对算法进行了测试，DSADE算法在所有测试函数上均能取得最好的收敛效果。此外，使用DSADE算法对太赫兹MIMO雷达进行了仿真优化实验，该算法比优化效果最好的人工蜂群算法的归一化峰值旁瓣电平比值降低了1.21 dB。实验结果表明：文中提出的DSADE算法能够有效抑制太赫兹MIMO阵列雷达的峰值旁瓣电平，优化后的阵列雷达具有更低的旁瓣电平水平。

为实现对未来远程太赫兹雷达的高效对抗与隐身，针对典型太赫兹雷达工作频率设计了一种石墨烯太赫兹宽带吸波结构。宽带吸波结构以表层金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层为基本吸波结构单元，利用遗传算法对双尺度基本吸波结构单元进行4分离层优化设计，确定宽带吸波结构的各层结构参数。仿真结果表明：宽带吸波结构在0.138 THz～2 THz频率范围内吸收效率优于80%，在0.157 THz～2 THz频率范围内吸收效率优于97.46%，典型太赫兹雷达工作频率处吸收效率均优于92.27%，满足太赫兹雷达对抗与隐身要求。

针对220 GHz太赫兹雷达处理数据的实际需要，应用离散偶极子近似法，计算不同形状非球形冰晶粒子的后向散射截面，并基于最新细化的冰云模型，得到了220 GHz太赫兹波雷达探测的冰水含量I与雷达反射率因子Z_m，建立了Z_m-I关系表达式。计算结果表明，非球形冰晶粒子及冰云模型均对Z_m-I关系有一定的影响。本研究对中纬度卷云的太赫兹波雷达探测的云参数反演有应用价值，并对太赫兹波测云雷达的研制具有借鉴作用。

为了监视空间目标的工作状态，开展了基于多视角太赫兹逆合成孔径雷达（ISAR）图像序列的抛物面天线载荷指向估计研究。提出了一种空基太赫兹雷达成像体制，可以实现高轨卫星目标和小卫星目标的监视。由于圆形的抛物面天线边缘沿着任意观测平面的投影均为椭圆，提出了一种改进的随机霍夫变换方法，可以实现太赫兹ISAR图像中椭圆成分的自动检测和参数提取。为了确保指向估计算法的效率、精度和鲁棒性，提出了一种两层估计算法。首先估计抛物面天线边缘的三维圆心坐标和半径，将估计得到的参数作为先验信息，通过求解一个最小化椭圆短轴长度和椭圆倾角联合误差的最优化问题实现对天线载荷指向的估计。卫星模型的电磁散射数据证明了所提出的抛物面天线载荷指向估计方法的有效性。