近几年随着“物联网”和“互联网+”的快速发展,迫使移动终端数量和普及率急剧上升,从而使移动互联网展现出爆炸式的发展趋势。然而随着智能终端数量持续高速增长,这将使无线通信系统分配的频谱资源变得日益拥挤,系统容量变得日益匮乏。为了解决日益突出的系统容量匮乏以及频谱资源短缺问题,满足即将到来的移动数据业务的快速增加,轨道角动量技术正在被海内外研究者广泛关注。因为携带轨道角动量的电磁波具有螺旋相位因子exp(ilφ)(l为轨道角动量的模式数);在理论上轨道角动量的模式数/是无限的并且不同模式数的轨道角动量电磁波是相互正交的;因此,在相同频率下的不同的模式数上传输信号时,信号不会相互干扰,因而该种技术具有拓宽信道容量和频谱资源的能力。本文首先对轨道角动量的产生方法进行了详细的分析和论述,并且分析了现有各种方法的优点和缺点。针对现有轨道角动量产生方法所面对的问题以及未来移动天线的发展趋势,为此提出了平面单馈OAM天线的设计方案。接着本文就提出的平面单馈OAM天线设计出了两种方案:一种是平面单馈椭圆谐振腔OAM天线;一种是平面单馈HM-SIW的OAM天线。首先对这两种方案进行了严格的理论分析,在理论上证明了这两种天线设计方案的可行性,接着对这两种方案进行了设计仿真。对于平面单馈椭圆谐振腔OAM天线分别仿真设计了模式数为l =-1和l = +3的天线单元;对于平面单馈HM-SIW的OAM天线分别仿真了模式数为/=+1和l 二-5的天线单元。最后基于前述仿真的天线单元均设计了一个工作频率为5.8GHz的双模复用器,并进行了加工测试验证,进一步证明了平面单馈OAM天线的设计方案是可行和可靠的。面对5G通信时代的即将到来,阵列天线将得到广泛而大面积的应用,因此本文对平面OAM阵列天线进行了研究和分析。首先本文分析了现有OAM阵列天线的设计方案:即圆形OAM阵列天线和反射阵OAM阵列天线,阐述了它们的优缺点。为此提出了基于平面OAM天线单元的阵列天线设计方案。应用本文中提出的平面单馈HM-SIW的OAM天线单元设计了一个模式数为l=1二元阵列,并进行加工和测试,证实该种方案是有效可行的。