电磁(光)波与各种规则和非规则粒子之间相互作用作为国际上研究的热点课题之一，在粒度分析、生物医学、环境检测等领域中有着广泛的应用。目前对单个各向异性介质球形粒子及多个各向同性介质球形粒子对平面波的散射特性的研究报道较多。但是对于两个或多个各向异性介质球形粒子及其它形状的各向异性介质粒子与电磁波的相互作用仍然是比较新的课题，值得更进一步的研究。本文围绕单个单轴各向异性介质球、椭球，多个单轴各向异性介质球对（任意方向入射）平面波的散射问题及任意方向高斯波束入射下的聚集各向同性介质球形粒子的散射特性和作用在单轴各向异性介质球上的辐射力和扭矩来展开研究。主要成果如下：1、导出了具有任意传播方向两种极化模式的平面波用球矢量波函数的展开形式，导出了其展开系数。数值分析了平行主光轴平面波入射时，大尺寸参数单轴各向异性介质球的雷达散射截面的角分布；详细分析了平面波不平行主光轴入射时，介电常数张量元、磁导率张量元、有耗、无耗、尺寸参数、入射角和方位角等对单轴各向异性介质球的雷达散射截面的影响。2、研究了单轴各向异性介质球对离轴高斯波束的散射特性。应用连带勒让德函数和三角函数的正交递推关系，导出了离轴高斯波束对单轴各向异性介质球的横向和轴向辐射力的解析表达式。数值分析了在轴高斯波束入射时，介电常数张量元对轴向辐射力的影响，详细讨论了单轴各向异性介质的有耗性、球半径、束腰宽度、球心与束腰中心距离对离轴高斯波束作用在单轴各向异性介质上的轴向和横向辐射力的影响。3、基于球矢量波函数及其坐标旋转理论，导出了任意传播方向高斯波束在固定直角坐标系下的球矢量波函数的展开形式，详细讨论了波束形状因子及其收敛属性。导出了离轴斜入射高斯波束对单轴各向异性介质球的横向和轴向辐射力的解析表达式。数值计算了离轴斜入射高斯波束对单轴各向异性介质球的轴向，横向辐射力以及合力随入射角和方位角的变化。应用连带勒让德函数及三角函数的正交递推关系，导出了离轴斜入射高斯波束对单轴各向异性介质球的辐射扭矩的解析表达式，数值分析了波束中心位置和入射角对作用在单轴各向异性介质球上的辐射扭矩的影响。4、基于广义多球Mie理论研究了任意结构的均匀各向同性聚集球形粒子对任意方向入射平面波及任意方向入射高斯波束的散射，应用球矢量波函数的平移加法定理导出了相干散射系数及总散射系数。数值计算了几种不同结构的聚集粒子对两种极化模式入射平面波的总散射强度的角分布。数值分析了束腰宽度、球间距、球个数、波束中心位置及入射角对几种分布的聚集球形粒子对两种极化模式高斯波束入射时的散射特性的影响。数值讨论了两种聚集结构的红细胞及烟尘簇团粒子对两种极化模式的入射高斯波束的散射特性。5、研究了两个主光轴相互平行的均匀单轴各向异性介质球对平行主光轴的平面波的散射，应用切向连续边界条件推导了散射系数的解析表达式。数值分析了尺寸参数、单轴各向异性介质的吸收性及球间距对散射特性的影响。基于双球散射结果，进一步研究了具有相互平行主光轴的任意结构聚集单轴各向异性介质球形粒子对任意方向入射的平面波的散射，导出了相干散射系数及总散射系数的解析表达式。数值分析了入射角和方位角关于几种典型结构的聚集单轴各向异性球形粒子对平面波散射的雷达散射截面的影响。详细讨论了几种聚集单轴各向异性球形粒子对任意方向入射平面波散射的前后向雷达散射截面关于入射波长的变化。6、首次从理论上导出了单轴各向异性介质椭球对正入射平面波散射的解析解。利用单轴各向异性介质球的内场用球矢量波函数展开的方法，结合完整的球矢量波函数与长旋转椭球矢量波函数之间的关系，导出了单轴各向异性介质长旋转椭球的内场根据长旋转椭球矢量波函数的展开形式，并给出了相应的内场展开系数。利用球矢量波函数与长旋转椭球矢量波函数之间的关系，结合平面波场的球矢量波函数展开的方法，导出了平面波用长旋转椭球矢量波函数的展开形式，给出了展开系数。利用Asano等人提出的一种较为巧妙的处理椭球边界条件的方法，导出了散射系数及内场未知展开系数的方程组，并通过求解方程组给出了散射系数的解析表达式。