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现今5G时代,人们对通信速率的要求也越来越高,如何提高信道容量和频谱利用率一直是无线通信的研究热潮。在众多方法中,轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）的研究脱颖而出。由于OAM电磁波的不同模态相互正交,且模态数具有无穷性,因此,其研究给无线通信提供了一个新的自由度,会极大地提高频谱利用效率。本文主要研究紧凑型宽带OAM天线阵列,主要工作内容如下:首先,提出了一种由4个基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）三角形半模单元组成的紧凑型顺序旋转阵列,用于生成三个模态OAM波。单元是基于SIW方腔简并模TM110的三角形半模结构,阵列则是由四个辐射边在外且彼此电壁背靠背相连单元构成的紧凑型顺序旋转阵列。馈电则采用两种方式,分别是多端口和单端口方式。前者仿真简单,后者测量方便。单端口方式的馈电网络则是由两级的一分二功分器和三个90°移相线组成。设计的天线具有结构紧凑、低剖面等特点,天线阵列尺寸为0.63（?）0×0.63（?）0×0.16（?）0。仿真和实验的结果表明,该三模态OAM天线工作在7GHz,带内隔离度高于20.48dB。天线工作在模态0时阻抗带宽约760MHz,主波束指向为38°,带内增益达到6.05dBi。工作模态为±1时,阻抗带宽约为736MHz,主波束指向为0°,带内最大增益可达到7.43dBi。其次,基于电磁带隙（Energy Band Gap,EBG）和缺陷地（Defective Ground Structure,DGS）等装饰结构,提出了上述天线的两种去耦方法以进一步提高带内隔离度。前者是按照顺序旋转的方法在贴片中间依次装饰了两个谐振环;后者是在地面增加一个与贴片对齐的对称十字槽。通过优化装饰结构尺寸,改进结构的隔离度都能得到提升。仿真结果表明,增加谐振环的天线带宽和带内隔离度都有所改善,阻抗带宽增加了约1.25%,带内隔离度高于22.2dB,l=0时天线带内增益最大可达6.63dBi,带内最小增益为5.75dBi,波束指向为37°,模态纯度可达99.91%;l=1时,天线带内增益可达9.1dBi,波束指向为0°,模态纯度可达99.21%。仿真和实验的结果表明,增加十字槽的天线性能有明显改善,带内隔离度高于25dB,l=0时,S11小于-10dB的频带（6.76-7.53GHz）内最大增益达到6.7dBi,带内最小增益为5.79dBi,主波束指向为38°,模态纯度为99.89%;l=±1时天线在工作频段（6.68-7.37GHz）内最大增益达到8.85dBi,带内最小增益为8.23dBi,主波束指向为0°,模态纯度为98.63%。最后,基于一般的三角形半模,提出了可以生成高阶模态OAM波的顺序旋转阵列,并设计了相应的馈电网络。天线单元是基于SIW平行四边形腔的三角形半模结构,阵列则是由八个辐射边在外且彼此电壁背靠背放置的单元构成紧凑型顺序旋转阵列。馈电采用两种方式,分别是多端口和单端口方式,前者天线设计简单,后者便于测量。单端口方式的馈电网络则是由三级的一分二功分器和移相线组成。天线阵列的尺寸为（?）0×（?）0×0.15（?）0。仿真结果表明,该七模态OAM天线中心频率为7.5GHz,天线的带内隔离度高于25dB,l=0时天线的阻抗带宽为633MHz,带内增益平坦均为7.75dBi,主波束指向为21°,模态纯度可达99.97%;l=±1时天线的阻抗带宽为617MHz,带内增益最大可达10.5dBi,带内最小增益为10.2dBi,主波束指向为0°,模态纯度可达99.99%;l=±2时天线的阻抗带宽为504MHz,带内增益可达7.33dBi,带内最小增益为6.78dBi,主波束指向为22°,模态纯度为99.29%;l=±3时天线的阻抗带宽为838MHz,带内增益可达5.61dBi,主波束指向为38°,模态纯度为92.83%。