太赫兹波是指波长在30μm-3mm范围内的电磁波,其拥有光学的高分辨率特性的同时,也拥有电磁波的传播特性,因此太赫兹雷达逐渐取代了传统米波和毫米波雷达。在可见光成像系统中,可以利用电荷耦合器件实现超高速,高分辨的图像采集;但是在太赫兹成像系统中,焦平面探测存在探测器设计困难,成本高和分辨率低三个缺点,因此常常采用几何扫描的方式对物体成像,但是该成像方式存在的缺点是位移步进小,成像时间长,无法实时成像。本文主要针对传统太赫兹成像的缺点,介绍了单像素成像理论和方法。该成像系统仅仅需要设计空间太赫兹调制器,实时对太赫兹光调制,利用太赫兹探测器对被调制的太赫兹波采样。由于该系统为压缩采样,采样点数小于奈彻斯特采样定理,就可以在相同扫描速率的情况下,对测量值使用全变分正则化（TVAL3）的迭代算法去重构物体,实现太赫兹实时成像。本文的主要研究内容与成果如下:1.单像素成像系统对光路要求较高,平行光准直度较差会影响重构图像质量。为了提高成像质量,提出了一种解决准直光源不均匀的方法,引入准直光斑的先验知识以消除这种不均匀带来图像噪声。对光路进行仿真,引入先验知识可以使重构图像的峰值信噪比提升4d B。在实际实验中,首先调整掩膜板在准直光路中的位置,对准直光斑进行重构,选取重构平行度最好的位置,并作为先验知识,再将物体放入光路中对其重构成像,实验结果基于准直光斑的先验知识,可以提升重构图像的相似度系数。2.针对太赫兹准直系统搭建复杂和准直光斑要求过高的问题,介绍了自由空间的单像素成像系统。依据压缩感知理论,建立该系统模型。从以下三个方面进行分析和仿真,太赫兹波从射出天线,入射到自由空间,先后传播到掩膜和被测物体,最后入射波与天线的耦合。使用Matlab对进行整体仿真,验证其系统的可行性,并探究提升重构图像质量的方法。提出了一种将测量矩阵与瑞丽-索末菲衍射相叠加的方法,并对其分块,产生新的参考矩阵,可以大幅提升重构图像的质量。搭建实验系统,对两种不同物体进行单像素成像,利用优化矩阵的方法,均取得了不错成像结果。