微波介质材料已经广泛的应用于信息、通信领域,而在这些应用中都必须准确的知道介质材料的微波特性,因此对介质材料电磁参数进行测量具有重要的意义。虽然介质材料已早被人们所认识,对其特性研究也比较多,但仍遗留下来很多问题有待研究解决。随着各种新型现代测量仪器的出现、计算工具性能的提高以及工业合成技术和聚合物工程的发展,很多未解决的介质材料特性研究问题通过现代技术就可以得到解决。本文对刚性介质材料和柔性介质材料的测试技术进行了系统的研究,提出了相应的测试方法,解决了介质材料测试的诸多问题,如相位模糊性问题、不稳定性问题等。主要研究工作包括:1.通过对国内外相关测量技术的分析,确定了自由空间法为测量方法;建立了适于该方法的物理分析模型;从麦克斯韦方程组和介质材料的本构方程出发,讨论了电磁波在自由空间中的传播特性;将被测材料作为双端口网络,通过理论分析,找到了介质材料电磁参数与S参数的数学关系。2.根据测量原理,建立自由空间测量系统,研制了适于该系统的校准件;采用先进的TRL校准技术和时域门技术,消除不需要的多次反射的影响;编制了自动测量软件,完成对测量系统的程控和材料参数的计算。3.在8～12GHz的频率范围内,利用研制的测量系统及软件对样品进行了实验研究,对实验结果进行了不确定度的分析,并针对实验遇到的情况提出了改进措施。结果表明,本研究的理论分析正确,测量系统准确。因此,本文研制的自由空间测量技术可对多种介质材料电磁参数进行迅速、可靠、宽频带、无损伤、自动化测量,具有较强的实用性。