电磁波与运动媒质的机电相互作用是电动力学的一个基本问题。宏观物体的运动速度远小于光速，已有的相关研究通常忽略运动的影响。然而，对于特定的电磁波和运动媒质参数，即使运动速度远小于光速，也有可能出现显著地与运动速度有关的物理效应。对此进行系统深入的研究，对电磁理论和微波技术的发展具有重要的意义。　　基于狭义相对论和微波电磁场理论，本文围绕“电磁波与运动媒质的机电相互作用”这一科学问题，考虑宏观媒质的匀速运动，着重研究运动方向上的机电相互作用。　　为了确立研究电磁波与运动媒质的机电相互作用的基本原理和方法，首先研究了受周期介质或周期性边界条件的影响在均匀介质中激励出来的电磁场的本征模式，即Floquet模式对运动媒质的电磁力。分析了运动周期结构中的时空Floquet模式；推导了时空周期上有效电磁力的通用计算公式；从电场与电荷密度、磁场与电流密度的Lorentz力密度出发，论证了在一定前提条件下Floquet模式与运动电介质和运动导电媒质之间可以产生稳定的有效电磁力。　　在对Floquet模式与运动介质层的机电相互作用的研究中，分别分析了TE波和TM波入射到这种运动介质层上的电磁散射和电磁力。得知两种极化慢波入射下反射系数和透射系数在运动速度远小于光速的范围内都会产生谐振而出现散射异常，这与快波入射时的情况明显不同；同时，只要介电常数具有很小的虚部，有效电磁力就不为零，且比快波入射时增强很多，在对应的谐振点上也会出现极值。　　在对Floquet模式与运动周期结构的机电相互作用的研究中，通过分析TE波与电导率周期分布的运动周期薄层之间的机电相互作用，得知慢波入射时虽然散射没有发生谐振，但有效电磁力仍比快波入射时大得多，且对周期和电导率很敏感。而在TM波与介电常数周期分布的运动周期薄层的机电相互作用的分析中则发现：在慢波入射下发生散射异常，有效电磁力在很小的速度上会出现极值，使得电磁力显著增强，且受周期、入射角和介电常数的影响很大。　　还研究了TE极化慢波与一种具有并矢电导率的运动的各向异性导电薄层之间的机电相互作用。论述了慢波激励的合理性，提出用等效电流波来实现慢波激励，并分析了在这种电流慢波激励下的有效电磁力。有效电磁力与运动速度有明显的关系：在运动速度为零时的起始值非零，在特定运动速度上出现最大值，而在运动速度与激励慢波的相速同步时电磁力完全消失；对应于运动速度小于和大于相速，电磁力幅值可正也可负。此外，电磁力对电导率的大小很敏感。　　最后设计研制了原理性模型，实验验证了电磁波与运动导电薄层之间具有可观测的相互作用力。原理性模型中的运动部分（转子）具有各向异性的导电薄层；静止部分（定子）是高通集总单元传输线，它将高频电压转换成慢波电流激励源。在国内外相关研究中，首次通过实验观察到了高频电磁波驱动宏观尺度转子的旋转运动，旋转方向与激励频率有关；并测试了转子的启动转矩与频率的关系。这些实验测量结果与理论计算结果一致，由此可以合理解释复合右/左手传输线中电磁波的复杂特性。　　本文研究工作的贡献主要体现在：与一般的平面波（快波）激励不同，提出了Floquet模式激励的概念并对Floquet模式激励下的电磁散射和电磁力进行了研究，发现了不同运动媒质受慢波激励时的散射异常和电磁力增强效应，丰富了有关电磁散射和电磁力的理论；根据Floquet定理和Galilean变换，提出并研究了运动周期结构中的时空Floquet模式函数，证明了它的形式不变性和时空正交性，这为进一步研究运动周期结构的电磁问题提供了基础和依据；基于理论分析设计研制了原理性模型，首次通过实验观测到了高频电磁波驱动下宏观物体的运动，实验验证了电磁慢波与运动导电薄层的机电相互作用能够产生可测量的有效电磁力，可以实现RF和微波电磁能到机械能的直接转换。本文的研究结果对于MEMS技术中的连续运动部件、航空航天技术中的新型推进系统等的研发具有指导作用，还有可能应用于电机、测量和微波等其他很多相关的基础领域。