随着信息技术的日渐成熟,通信业务得到不断推动与发展,人们对通信服务的速率和带宽提出了越来越高的要求,有限频谱资源和日益增长的通信需求这一矛盾日益突显。尤其是在一些对带宽要求较高的业务上,如卫星对地通信、高速云计算等。在此背景下,一种能够更大程度上提高频谱利用率和通信速率的新通信技术——涡旋电磁波通信应运而生。携带轨道角动量( Orbital angular momentum, OAM)的涡旋电磁波,利用不同涡旋态之间的正交性可以有效提高频谱利用率和通信速率。近年来,基于OAM的涡旋电磁波通信越来越引起研究者的关注。涡旋电磁波具有中心相位奇点和暗中空结构的辐射场,在实际应用中,尤其是射频涡旋电磁波,由于电磁波的发散特性,随着通信距离的增加,其中心黑斑越来越大。波束的扩散无疑增加接收端的难度和成本。更重要的是,理论上不同涡旋态的正交性是基于整个完整孔径的接收才得以成立。当波束扩散无法保证整个孔径接收时,不同涡旋态的正交性得以破坏。为了解决这一问题,论文研究实际可行的涡旋电磁波接收新技术。在涡旋电磁波接收技术研究上,采用与OAM空间相位分布相逆的装置,如螺旋相位板、全息板等,可以有效接收涡旋电磁波。但是随着传输距离的增加,由于波束的发散性,即使是短距离通信,也没有对应的大孔径接收天线。因此在射频域一般采用完整孔径的采样接收技术。即在完整孔径上均匀采样,用离散的小孔径构成完整的大孔径。实际应用中,采样天线的放置,接收与发射轴的不对准等非理想接收条件以及信道噪声对于涡旋电磁波的接收有很大的影响。论文在分析涡旋电磁波的研究意义和国内外研究现状基础上,对传统的基于完整孔径采样接收(Whole Aperture Sampling Receiving, WASR)的OAM射频通信进行了链路仿真,主要针对信道因素和非理想接收条件因素,旨在研究各个因素对WASP的影响。其次,针对波束发散使得完整孔径接收技术受限这一问题,提出了基于部分角孔径采样接收技术(Patial Aperture Sampling Receiving, PASR)。从理论上分析了角孔径大小与正交OAM模态的选择、OAM复用链路与采样天线的数量的关系等,并通过Matlab的Simulink模块对信道因素和非理想接收因素进行了仿真。此外,通过性能的比较,分析讨论了PASR相对于WASR的优势及适用条件。最后,搭建了基于部分角孔径采样接收的射频OAM复用通信链路实验平台,验证基于PASR的OAM射频通信的可行性。论文提出的部分角孔径采样接收技术,可以在小孔径接收的同时保证不同涡旋态电磁波的正交性,在一定程度上解决了射频涡旋电磁波接收难题,为射频涡旋电磁波通信的实用化提出了一个可实用的借鉴思路。