随着无线通信技术的更新替代和人们对通信速率需求的不断增加,高速率的信息传输在无线通信中得到了充分的发展。如今的微波通信、雷达等信息传输与探测系统均是基于平面电磁波的传播机理发展而来,经过多年的在码域、频域、时域和空域等方面的研究,频谱资源的利用率已经得到大量的提升,不断接近理论的容量上限。因此亟需拓展新的通信方式来打破现有的信道容量桎梏,提升信息的传输速率。涡旋电磁波理论上拥有无限个相互正交的拓扑荷,在通信领域内可以通过模态复用的方式来提高通信速率^[1]。因其涡旋相位特性,使得涡旋电磁波在探测领域的发展具有很大的潜力。本文针对无线通信对多模态涡旋电磁波天线的需求,设计了一款八模态涡旋电磁波天线,并对天线进行了涡旋相位特性的测试。针对涡旋电磁波扩散角的问题,提出了一种缩小涡旋电磁波扩散角的方法,并对其进行了仿真验证,本文的研究内容主要包括以下三个方面:1.针对多模态涡旋电磁波天线的小型化需求,研究了一种多环微带涡旋电磁波天线单元。该天线单元基于高次模贴片法的原理,通过四个同心短路圆环产生了l=（?1,?2,?3,?4）八个涡旋电磁波模态。利用仿真软件对天线的涡旋模态进行了仿真分析,验证了该天线的可行性,并通过采用外接馈电网络的方式对天线进行了实物测试。测试结果表明,八个涡旋电磁波模态均保持良好的涡旋相位性能。2.针对该八模态涡旋电磁波天线远场是否保持涡旋相位特性的问题,提出了一种涡旋波前相位测试方法,并在室内构建系统,验证了该方法的可行性。利用此系统对涡旋电磁波天线进行了室外12m的近距离测试,测试结果表明,该八模态涡旋电磁波天线在远场也能保持涡旋相位特性,为涡旋电磁波模态传输奠下基础。3.针对涡旋电磁波波束发散的问题,研究了一种减小涡旋电磁波扩散角的方法。由于涡旋电磁波天线的扩散角与天线的口径和模态有关,因此可以利用法布里—珀罗（FP）谐振腔能间接的增大天线的口径这一原理来减小扩散角。通过仿真分析了谐振腔参数对天线涡旋波束的影响,验证了该方法的可行性。