随着信息化时代的来临,通信行业产生的信息量呈指数增长。传统无线通信技术所携带的信息量越来越难以满足信息增长速度的需求。如何拓展频谱以及如何极大地提高频带利用率,是目前无线通信技术所要解决的问题。携带有轨道角动量的涡旋电磁波,其轨道角动量有多种辐射模态,不同模态相互正交,理论上涡旋电磁波有无限多的辐射模态。以轨道角动量作为信号载体,一种辐射模态携带一路信号,同一个频段携带有多路信号,是解决频谱资源匮乏的一种潜在方法。本文以轨道角动量理论为基础,结合微带贴片天线、微带天线展宽频带技术和涡旋阵列天线理论等知识,利用HFSS仿真软件设计仿真了三种结构的微带阵列天线,分析讨论了涡旋阵列天线的性能参数,并对涡旋电磁阵列天线的进一步发展进行了展望。本文工作如下:1.基于轨道角动量理论、微带贴片天线理论和阵列天线理论,分别设计了四阵元和八阵元的圆微带涡旋阵列天线,讨论了阵列天线半径和阵元数目对天线电场涡旋性能的影响。2.设计一种新型三圆环阵列天线,这种阵列天线比单环阵列天线所能携带的轨道角动量数量更多、天线方向角开口更小、电场涡旋辐射性能更好。3.针对微带阵列天线带宽较窄的缺点,本文以微带天线展宽频理论为基础,通过对两种双频微带天线的研究,设计了一种基于半圆形开槽圆微带阵列天线,其能工作在K和Ku两个波段,电场涡旋性能良好。