太赫兹波位于电子和光子学的过渡区间,具有较好的穿透性、光子能量低、带宽大等优异性能。将太赫兹技术运用于通信领域,可提高通信系统的传输速率、安全性,相对于激光通信并更易跟踪与对准。太赫兹无线通信系统中,太赫兹调制器是在系统发射端实现调制的重要器件。因此作为系统中的关键器件之一,越来越多的研究被投入到调制器中。针对目前调制器所面临的工作带宽窄、集成化难、速率低等挑战,本文设计了四种不同类型的调制器,通过理论分析、模拟仿真和加工测试以验证所设计的调制器性能。本文的主要研究内容为:1、将具有高电子迁移率的HEMT嵌入人工微结构中,设计了一种开口位置渐变的阵列型调制器。利用电压调控HEMT中的载流子浓度,可实现人工微结构谐振频率和对应谐振模式的改变。仿真结果表明,该阵列型调制器具有100GHz的调制带宽。2、针对大阵列调制器存在寄生参量大、调制速率低、集成化难等问题,提出了调制芯片与矩形波导相结合的调制器。第一种为微带加载调制器。将二极管嵌入谐振枝节中,通过电压改变二极管的状态,能够实现谐振枝节等效长度的改变,以达到对太赫兹波幅度的调控。第二种为探针型调制器。在太赫兹波作用下探针结构产生谐振,通过二极管与探针结构相结合,可调控探针结构的谐振频点。该调制器的插损与开关比分别为5.5dB与15dB。第三种为宽工字型调制器。其中以石英为基底的宽工字型调制器设计了单管和双管两种结构。此类型调制器通过二极管控制矩形波导中心谐振结构的谐振频点以达到对太赫兹波的调控,并具有较大的带宽。利用相同原理还设计了GaAs基底的宽工字型调制器,该器件可改变二极管尺寸。通过仿真发现此器件也具有较大的带宽,插损在4dB左右,开关比高于10dB。3、加工和装配了探针型调制器和宽工字型调制器,通过实验测试对这两类调制器性能进行验证。先通过静态测试调制器的插损、开关比、带宽等性能,并观测与仿真结果的拟合度。然后搭建了利用检波器接收和利用混频器接收的两套测试系统对调制器进行单音测试和平坦度测试。测试结果表明,该调制器在100MHz-2.5GHz的单音频率下都具有良好的波形,且在1-20GHz范围内平坦度较好。最后利用AWG提供具有一定带宽的调制信号,并搭建了基于宽工字型调制器的无线通信系统,通过实验验证了该系统的通信速率高于13Gbps。