电磁波在等离子体中的传输特性一直是解决高超声速飞行器等离子体黑障问题的研究重点。等离子体鞘套的存在会阻碍甚至中断微波通信信号的传播,而太赫兹波在等离子体中的传输损耗较小,因此研究太赫兹波与等离子体的相互作用具有重要意义。基于此,本文将从传输特性的理论计算、飞行器等离子体流场仿真、太赫兹波对等离子体的透射实验及等离子体包覆目标的太赫兹主动成像探测等几个方面进行研究,主要内容为:1、利用解析Maxwell方程组和散射矩阵的方法分别计算了0.1-3THz太赫兹波在均匀和非均匀等离子体中的传输特性,并分析了不同参数对传输特性的影响。对于电子密度为1013cm-3的均匀等离子体,频率大于1.24THz的太赫兹波能以大于80%的透射率穿透等离子体。而在平均电子密度相同的非均匀等离子体中,太赫兹依然具有较好的穿透性。对于分别按照Gauss分布和Epstein分布的两种非均匀等离子体模型,太赫兹波对前者的穿透性更好。2、利用Fluent软件数值仿真了高超声速飞行器产生的激波流场分布,并基于平衡常数方法计算等离子体电子密度分布,理论分析了飞行速度、飞行高度及外加磁场对太赫兹波传输特性的影响。以RAM C-III飞行器为模型的仿真分析结果表明:对于频率为1THz的太赫兹波,当飞行速度从17马赫降低至11马赫时,其在等离子体鞘套中的透射率会有22.3%的提升;而随飞行高度从20km升高到50km,透射率显著升高63.6%。外加磁场对圆偏振太赫兹波的传输具有调制特性,30T的外加磁场使得0.5THz的左旋波在鞘套中的透射率提高18.5%;而其对右旋太赫兹波的透射提升不明显,并会在0.84THz处导致共振吸收峰出现。3、基于气体放电产生等离子体射流,并利用太赫兹时域光谱系统和超宽带太赫兹扫频系统分别测量了0.1-2THz和2-20THz的太赫兹波在不同气体等离子体射流中的透射率。实验结果表明,氦气和氖气产生的等离子体电子密度随外加电压的升高而增大,最高可达3.0×1013cm-3和3.6×1013cm-3。等离子体射流对太赫兹波的吸收系数在0.1-2THz的时域光谱系统中随频率升高从0.19cm-1下降到0.12cm-1,而在2-20THz超宽带系统中则随频率升高从0.12cm-1下降到0.05cm-1。4、搭建了等离子体遮挡目标的太赫兹主动成像探测系统。分别模拟了飞行器在等离子体遮挡、被高温热流包覆和存在高温尾焰情况下的太赫兹反射成像实验。实验结果表明,等离子体的遮挡和加热条件对于太赫兹主动成像的结果均没有影响,验证了太赫兹波穿透等离子体鞘套及高温流场下目标本体探测的能力。