太赫兹天线是太赫兹探测器的关键组成部分, 可以协助太赫兹探测器更加精确、更加快速地探测到太赫兹信号。主要针对所研发的分形蝶形天线尖端效应进行了深入的研究。设计了一款工作频率在0.1~2 THz之间的分形蝶形天线。该天线在0.6 THz频率下谐振, 其回波损耗最小可达到-15.89 dB, 最高增益为6.87 dB。所展示的谐振分形蝶形天线经过优化后, 可在弓尖(尖端)产生高度增强的局域场。借助这种高度集中的能量耦合效果可以有效地提高太赫兹探测器的性能。

采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片，室温下样片迁移率达10 289 cm2/(V·s)。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后，天线S11参数为-40 dB，电压驻波比(VSWR)为1.15，增益可达6 dB，并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试，测试结果表明，室温下器件噪声等效功率(NEP)为40 nW/Hz1/2，探测响应度46 V/W，器件响应时间优于330 μs。

采用分子束外延技术制备了基于共振隧穿二极管的探测器样品。为提高探测响应度，探测器采用蝶形天线增强太赫兹电场强度，并以0.2 THz入射频率为参考对天线结构进行设计。测试采用输出功率为20 mW的太赫兹源，室温下在有无太赫兹波辐照时分别进行电流-电压(I-V)测试，峰值电压为1.398 V。对比最大电流值之差，计算得到探测器响应度为20 mA·W-1，噪声等效功率为15 nW·Hz-0.5，并通过测量探测器对不同角度入射太赫兹波的响应，验证了天线对太赫兹电场的增强作用。

天线与太赫兹检测器的匹配网络是集成天线与太赫兹检测器的核心。针对低阻抗太赫兹检测器，在650 GHz 设计了输入阻抗为7 Ω的平面U 型天线和接有λg/4 匹配器的蝶形天线，以及输入阻抗为50 Ω的平面对数天线和平面对数正弦天线。检测器的直流偏置电路会使天线上的高频能量通过该偏置回路漏出，故在偏置线上应用带隙结构形成低通滤波器。仿真了该滤波器的相关参数及接入位置，使得高频下天线不受超导检测器偏置回路的影响。

针对通信与雷达系统对双极化与宽带天线的要求, 提出了一种基于带状线馈电的双极化蝶形天线。通过两对互相正交的蝶形阵子实现了天线的双极化, 并采用一种新型的微带线转异面带状线的巴伦给两对正交蝶形阵子平衡馈电。异面带状线为平衡传输线, 满足了蝶形阵子对于平衡馈电的要求。在馈电点处由同轴线对微带线馈电, 经渐变微带线转化为异面带状线, 最后由两组异面带状线给两对正交蝶形阵子馈电。测得该天线实现了69.23%的阻抗带宽, 在6.8～14 GHz频带内电压驻波比(VSWR)小于2。为使天线单向辐射且改善天线增益, 将天线放置于反射吸收腔内。测得天线在6.8～18 GHz的频宽内VSWR基本小于3, 天线增益在8～12 GHz频带内大于0.11 dB, 天线前后瓣比大于15 dB。因此, 所提出的双极化蝶形天线可用于宽带通信系统中。

针对连续太赫兹光电导天线辐射功率较低的缺点，利用有限积分方法对三种常用的光电导天线，包括偶极天线、蝶形天线和螺旋天线，进行数值模拟并分析比较其辐射阻抗特性.仿真结果表明，偶极天线的辐射阻抗与偶极长度、宽度、电极间隙以及传输线宽度有关，且在其谐振频率存在峰值阻抗，适用于特定频率的太赫兹波辐射.蝶形天线和螺旋天线在所研究的太赫兹波段具有近似稳定的辐射阻抗，广泛应用于宽带领域.对带有交叉电极的电极间隙进行计算，结果表明由交叉电极引入的附加电容降低了天线的高频阻抗.