本发明属于微波系统与信号处理领域，公开了一种基于波形分集的聚束型涡旋电磁波生成方法，解决现有技术无法有效解决涡旋波束能量发散、特别是高模态涡旋波发散角过大的问题。其实现方法如下：环形天线阵的各单元发射正交波形，并通过附加特定相移的载波调制，来形成相应模态的电磁涡旋波。利用正交波形的相位随机性，来改变波束中心区域场矢量相消的情况，使得能量在波束中心能够聚积。一方面，正交波形的随机相位调制使得波束中心处叠加场不再相消，改变了涡旋波束能量发散的状况；另一方面，基于发射波形间的相互正交特性，以单个发射波形作为参考信号，对接收到的回波数据依次进行匹配滤波，可解调出涡旋场空间相位。