太赫兹波凭借其低能性、宽带性以及良好的指纹光谱分辨能力,可以提供许多物质的电磁特性等重要信息,从而实现对物质的无损检测。此外,太赫兹波还能够有效增强探测的灵敏度,因此在传感探测领域具有重要的应用价值。然而在实际的检测中,所采用的检测样品的量极少,这就导致传感的灵敏度下降,因此,对太赫兹传感器进行优化的主要目标就是提高传感的灵敏度。超材料为该目标的实现提供了有效的途径,它可以对电磁场进行局域增强并且对外界环境的介电性质变化十分敏感,除此之外,通过改变超材料的结构参数可以实现对电磁波的有效调控。因此,将二者结合起来可有效提高传感器的传感性能。本文以提升太赫兹传感器的传感性能为目标,提出了两种基于超材料的太赫兹高灵敏度传感器,并通过电磁仿真软件CST Microwave Studio对这两种传感器进行了研究分析,主要研究内容如下:1.提出了一种基于Fano谐振的太赫兹高灵敏度传感器,其谐振单元由双开口谐振环(Double Split ring Resonators,DSRRs)和金属短线(Cut Wire,CW)组合而成。通过两个子结构之间的耦合作用产生了典型的非对称Fano线型,有效降低了辐射损耗,使得Q值得以提高,最终得到该传感器的Q值高达83,传感灵敏度约为171 GHz/RIU,FOM值可达18.3。利用等效电路模型对传感器的传感原理进行了解释说明并研究了DSRRs与CW之间的耦合距离对Q值的影响。在此基础上,对传感器的容差特性及传感性能进行了研究,其中,重点分析了传感器对外加分析物厚度、折射率的敏感性。2.提出了一种多波段太赫兹传感器,其单元结构由对称的拱桥结构和金属短线组合而成。该传感器在0.789 THz、1.333 THz、2.019 THz和2.878 THz处存在四个不连续的谐振模式,Q值依次为16.47、32.53、58.25、169.3。通过仿真分析研究了多波段的产生机理以及超材料的结构参数对反射谱的影响。此外,对传感器的容差特性及传感性能进行了详细地分析,其中,重点研究传感器对外加分析物厚度及折射率的敏感性,最终计算得出该传感器的折射率灵敏度最高可达1.43THz/RIU,对应的FOM值高达87.68。与其他多波段传感器相比,所提出的传感器结构Q值以及灵敏度都有了很大程度的提高,在实际的传感检测领域具有重要的应用价值。