平面透射阵天线因为其增益高、馈电简单、波束设计灵活、没有馈电遮挡等优点而备受关注,并逐渐发展成为天线领域的一个研究方向和热点。共形透射阵天线是近几年在微波领域中的一个新颖研究方向,共形透射阵除了拥有平面透射阵的所有优点之外,还因其能适应载体设备的外形却不影响载体设备的气动性能、不占据设备的内部设计空间等优点而备受研究人员们的关注。因此,共形透射阵天线的研究对天线技术的发展有着重要的意义。本文在平面透射阵天线的基础上,对共形透射阵天线进行了深入研究,并提出了产生轨道角动量涡旋波的共形透射阵天线设计。主要研究内容可分为三个方面:1.对平面透射阵天线的设计和应用进行了研究,设计了一款四层频率选择表面结构的透射阵天线单元,这款单元能够在-2.1d B的透射幅度范围内实现331°的传输相移范围,具有良好的性能特性。在设计的这款透射阵天线单元的基础上,对在平面透射阵天线上产生高增益波束和轨道角动量涡旋波进行了研究和设计,并通过仿真成功在24.125GHz频率处实现了峰值增益为23.98d Bi的高增益波束,其口径效率为35.6%;此外,还通过仿真成功在24.125GHz频率处实现了模式数l=1,2的轨道角动量涡旋波。2.在平面透射阵天线研究的基础上,对共形透射阵天线产生高增益波束的设计进行了研究。首先,设计了一款低剖面的3-bit量化透射阵天线单元,由8个不同尺寸的透射阵天线单元组成,这8个不同的单元能够量化覆盖360°传输相移范围,并且使得每一个透射阵天线单元的透射幅度都在-2d B以内,单元的剖面高度仅为0.1倍波长。其次,在这款单元的基础上,基于共形透射阵天线相位补偿原理,我们对共形透射阵天线进行了设计及仿真,该天线在10GHz处能够达到22.83d Bi的仿真增益,仿真口径效率为52.9%,并拥有良好的交叉极化特性。最后,对设计产生高增益波束的共形透射阵天线原型进行了加工测试,加工的天线在9.95GHz处能够达到21.75d Bi的测试增益,测试口径效率为42.7%,并拥有良好的交叉极化特性。3.基于平面透射阵天线研究的基础,对共形透射阵天线产生轨道角动量涡旋波的设计进行了研究。首先,设计了一款具有双层相同结构的透射阵天线单元,通过变尺寸法,使得该单元能够在-1.6d B的透射幅度范围内实现超过360°的传输相移范围,具有优秀的性能特性。其次,在这款单元的基础上,基于共形透射阵天线产生轨道角动量涡旋波的相位补偿原理,我们对共形透射阵天线进行了设计及仿真,该天线在24.125GHz频率处能够仿真产生模式数l=1,2,3的轨道角动量涡旋波。最后,对设计的共形透射阵天线产生模式数l=1,2的轨道角动量涡旋波的原型进行了加工,经过实际测试,成功产生了模式数l=1,2的轨道角动量涡旋波。