各向异性等离子体和分层介质中电磁波传播与散射理论分析在遥感、无线通信、航天航空等领域均有广泛应用。随着通信系统的深入研究,甚低频电磁波（VLF）逐渐成为电离层探测和深空探测的重要手段。本文主要研究了VLF波在各向异性电离层中对有限长柱体的近区散射以及电磁波在分层介质中的辐射场。由于电离层在VLF波频段表现出各向异性,VLF波在电离层传播过程中会分裂成寻常波（O波）和非寻常波（E波）。鉴于两种波的衰减速率不同,散射机理也不同。在近区时,O波和E波同时存在。在远区时,由于E波衰减慢,散射场中仅存在E波。事实上,散射体本质是由入射波激励而产生的一种二次天线,其辐射场即为散射场。天线上的感应电流分布主要由近区场决定,因此各向异性电离层中的近区散射场应同时考虑O波和E波。除了对电离层中的目标体的探测,月球探测也是科学家重点关注的问题。对于月球的探测问题,一般可理想化为偶极子在分层介质中的辐射场问题。现将主要研究工作及成果总结如下:1.建立了VLF波斜入射有限长金属柱体在均匀各向异性等离子体中的散射模型。运用积分方程法和矩量法（Mo M）,推导出了近区散射的解析表达式以及表面电流分布的幅度系数,进一步地,详细分析了雷达散射截面（RCS）。通过数值算例分析柱体的尺寸、入射倾角对表面电流分布、RCS以及散射特性的影响。最后,为验证方法的可行性,将所得解析式退化至各向同性介质中的无限长柱体,并与直接法的所得结果对比,吻合较好。2.对于斜入射时导致的交叉极化而产生的耦合散射场,利用散射矩阵,给出了散射系数和耦合散射系数的表达式,从而可以定量分析耦合散射场在总场中的占比情况。3.由于介质柱体和金属柱体的边界条件不同,引入面等效原理。进一步地,运用积分方程法和Mo M求解VLF波斜入射有限长介质柱体的近场散射解析表达式。以分量为例详细分析了柱体的尺寸、入射倾角对表面电流分布的影响。此外,着重分析了介质柱的RCS与金属柱RCS的不同,验证了导体表面涂敷介质可降低RCS数值的结论。最后,为验证方法的可行性,将所得解析式退化至各向同性介质中的无限长柱体,并与直接法的所得结果对比,吻合较好。4.研究了垂直磁偶极子在月球内部的辐射问题。提出贝塞尔函数乘积迭代法和渐近法,解决了当偶极子源离开大尺寸球体表面时,级数表达式会出现收敛慢的问题。同时获得球体内部的辐射场解析表示式,并以射线表示传播路径。进一步地,探讨了传播距离、传播角度、工作频率、源点高度对电场的影响。最后,详细分析了平面区域、过渡区域和球面区域的电磁场的关系。5.研究了偶极子在平面分层介质中的电磁辐射问题。通过分段寻根法更为精确地得到极点方程的解。其次,采用渐近方法得到了球坐标系下的电磁场表达式。通过数值计算,分析了偶极子在平面四层介质中激励的总场、吸附表面波和直达波、反射波、侧面波（DRL）的传播特性以及吸附表面波对总场的贡献。