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太赫兹(THz)电磁波是指频率在0.1THz-10THz(波长为3mm-30μm)范围内的电磁波。太赫兹波在电磁波谱中处于宏观电子学向微观光子学过渡的特殊谱段，具有丰富的科学内涵和重要的应用价值。近年来，随着太赫兹源和检测技术的发展，太赫兹科学研究得到了长足进步，太赫兹应用技术也被逐步推广到军事、安全、通信、雷达、国防、航空航天、天文、石油、气象、化工等各个领域，不断取得新的突破与进展。 太赫兹成像是太赫兹波的重要应用领域之一。作为一种新型的成像技术，太赫兹成像具有许多不同于其他电磁波段的独特优势。相比低频段的电磁波，太赫兹成像能够获得更高的分辨率;相比红外与可见光，太赫兹波对非极性材料（皮革、塑料、泡沫等）、以及沙尘和烟雾等都具有良好的穿透性;相比X射线，太赫兹光子能量低，一般认为对人体无害。 在国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向项目和国家863计划项目等支持下，本文开展太赫兹全息成像的信号传输模型、成像算法以及成像实验等方面的研究，取得了一些创新性的研究成果。现将论文的主要工作和创新性成果简要介绍如下: 一、结合实验室建设的需要，充分利用实验室的仪器设备构建了一套太赫兹天线辐射场自动测量系统。针对该系统，主要工作和创新点包括: (1)利用微波矢量网络分析仪、太赫兹扩展模块和二维电动位移平台构建了一套太赫兹天线辐射场自动测量系统。该系统可以对太赫兹天线辐射场的幅度和相位分布实现全自动化的平面扫描测量。 (2)基于惠更斯原理，利用平面口径场扫描测试数据实现任意切面及远场区的辐射特性外推。研究并实现了基于快速傅里叶变换的高效率外推方法，适合用于太赫兹天线与准光学系统的测试与验证。 二、针对太赫兹单频全息中三维目标成像的散焦问题，提出一种基于最小图像熵的自适应聚焦成像算法。主要工作和创新点包括: (1)推导出了太赫兹单频全息中散焦图像的点散布函数解析表达式，定量表征出图像散焦程度与目标重建距离偏差量之间的关系，并得出散焦图像的分辨率。 (2)提出太赫兹单频全息成像聚焦效果的图像熵评价方法;给出点目标图像分辨和图像熵之间的关系;证明图像熵最小时，目标图像重建获得的分辨率最高。 (3)提出基于最小熵理论和SSA算法的太赫兹单频全息自适应聚焦成像方法，大大提高了单频全息的成像景深，并完成了新型成像算法的实验验证。 三、针对太赫兹三维全息相位移偏移算法中“高精度”与“低效率”的矛盾问题，提出一种改进型相位移偏移全息重建算法。主要工作和创新点包括: (1)研究分析了太赫兹三维全息相位移偏移算法，对算法的运算规模进行了定量分析，得出了算法耗时的主要原因。 (2)提出一种改进型相位移偏移重建算法，通过对标准相位移偏移重建算法中的相位移项进行近似优化处理，利用快速傅里叶变换替换原算法中比较耗时的运算步骤，在保证算法成像精度的同时，大大缩短计算时间，提高算法效率。 (3)推导了改进型相位移偏移重建算法的三维点散布函数，通过分析方位向和距离向分辨率，给出算法的应用条件。 四、针对太赫兹波束扫描全息成像中人体目标晃动导致重建结果的散焦问题，提出基于回波数据的人体晃动补偿算法。主要工作和创新点包括: (1)从回波信号模型出发，结合人体晃动的特点和波束扫描方式，推导得到人体晃动对回波数据的影响。 (2)提出基于回波数据的晃动补偿算法，包括太赫兹单频波束扫描全息和太赫兹三维波束扫描全息中人体晃动补偿算法。