当今世界已经进入高度信息化的时代,人类为了获取最新、最全面的多媒体信息,对信号的传输速率和传输容量提出了越来越高的要求。而更大的信道容量、更高效的频谱利用、更快的传输速度,却是现在通信研究领域最大的难题。在上世纪90年代被发现的轨道角动量(OAM),经历了在光学、光量子学领域的应用后,终于在21世纪前十年,被引入到微波设计领域。轨道角动量具有不同模式相互正交的特点,因而被视作提高信道容量的一种新型解决方案。本文采用理论分析加仿真加工测试的方法,设计了三种工作在30GHz的基于基片集成波导技术的毫米波馈电网络,来产生不同模式的轨道角动量电磁波的方案。本文的主要研究内容为:首先,对轨道角动量应用在电磁场领域的背景和意义进行了详细的介绍,从理论上分析了轨道角动量的产生特性,以及圆环天线阵产生轨道角动量的方式。之后,对Butler矩阵馈电网络的特点进行了回顾,并且针对其中几种传统的网络结构进行了详细地分析与总结。其次,结合基片集成波导技术,设计了多种器件,例如-3dB定向耦合器、交叉耦合器等,再利用设计出的器件构成了一个2×4的馈电网络,并且利用双层结构使其为一个2×2的波导缝隙天线阵馈电。经过仿真、加工、测试之后,证明了该方案可以实现2种不同模式的轨道角动量电磁波。接着,介绍并设计了三款不同相移量的基片集成波导(SIW)移相器,然后采用传统的4×4 Butler馈电网络结构,使用-90°移相器,设计了一款4×4的馈电网络,对一个4单元的环形天线阵进行馈电,仿真验证了该方案可以实现3种不同模式的轨道角动量电磁波。最后,针对具有8个输出端口的Butler矩阵馈电网络中交叉耦合器过多,复杂程度高的问题,利用±45°和±135°之间可以使用±90°移相器进行相位互补的特点,将相移量为-45°和+135°的4×4 Butler馈电网络合并,利用功分加移相器,构成了一个4×8的Butler馈电网络,使其可以对8单元环形天线阵进行馈电,使其可以产生4种不同模式的轨道角动量电磁波。并且进行了仿真加工测试,验证了该构想的可行性。