随着无线通信领域技术的迅猛发展,人们信息传输的需求越来越高,对于信息传输速率的要求也越来越高。如何提高频率资源利用率成为通信领域亟待解决的关键问题。轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的出现为解决频谱资源紧张这一问题提供了新的希望。本文围绕产生含有轨道角动量电磁波束的相关天线理论和设计开展工作,主要内容如下:首先,对当前国内外轨道角动量研究的现状做了概述,并且对轨道角动量的相关基础知识做了一定的介绍,还介绍了对天线的阻抗匹配带宽以及增益进行优化的方法,为后续的天线设计工作打下了基础。其次,设计了三款能够产生含有轨道角动量波束的天线,并且进行了仿真分析。相较于传统天线,这三款天线的优点主要在于通过单一馈点的贴片天线产生含有轨道角动量的波束,天线的结构较为简单,尺寸也较小,方便加工。最后,采用加载电磁带隙结构(Electromagnetic Band-Gap,EBG)和Fabry-Perot谐振腔的方式对天线的阻抗匹配带宽和增益进行优化,设计了四款优化之后的天线。对优化之后的天线进行仿真分析,与原有结构相比,天线的带宽以及阻抗匹配性能都获得了较大的提升。