随着人们与移动通信设备关系日益密切，各种各样的移动应用层出不穷，具备安全可靠，高速高效信息传输能力的无线通信系统获得了广泛研究。本质上，增强无线通信系统传递信息能力的办法主要有两种：一是提高现有已用于信息传输的资源利用率，二是发掘出新的可用于信息传输的资源。轨道角动量(orbital angular momentum ，OAM)就是新发现的一种异于频率、幅度、相位等传统信息维度，可用于信息传输的资源。因此，光通信领域中的OAM技术近些年开始与多种无线通信技术结合，并在无线微波通信系统中得到了广泛研究。另一方面，为了提高频谱利用率，近些年在微波频段中具有更高安全性、更宽带宽的毫米波也获得了广泛关注。本文基于OAM和毫米波的优点，研究面向大气湍流的OAM毫米波信道特性，纯度和信道容量。目前关于大气湍流干扰OAM光波的研究认为大气湍流对OAM微波的干扰极小，因此目前在研究OAM无线微波信道时很少考虑大气湍流的干扰。
　　首先，本文介绍了OAM毫米波是一种螺旋高斯波。然后，本文采用了OAM毫米波在Kolmogorov湍流模型下更准确的空间相干半径，推导了OAM毫米波在non-Kolmogorov湍流模型下更准确的空间相干半径，在指出大气湍流干扰OAM光波和OAM毫米波的区别后，本文提出了OAM毫米波湍流干扰模型。基于OAM毫米波湍流干扰模型，本文提出了Kolmogorov湍流下同轴OAM毫米波通信系统的纯度模型和信道容量模型，以及non-Kolmogorov湍流下多轴OAM毫米波通信系统的纯度模型和信道容量模型，从而全面地研究了面向不同湍流模型的OAM毫米波信道特性。对纯度模型和信道容量模型的研究结果表明大气湍流也会显著干扰OAM毫米波通信系统的信息传输。同时本文推导出了不同湍流条件下OAM相邻状态间隔优化解，实现了OAM毫米波通信系统信道容量最大化。仿真结果表明Kolmogorov湍流模型下同轴OAM毫米波通信系统的OAM相邻状态间隔最优解是2，non-Kolmogorov湍流模型下多轴OAM毫米波通信系统的OAM相邻状态间隔最优解随湍流一般谱指数的增大而增大。