材料在微波和THz波段的復介電常數與復磁導率是各種應用系統(tǒng)如無線通信、雷達、微波遙感成像和射電天文等的關鍵基本設計參數之一。微波和THz波段的復介電常數與復磁導率的測量方法與技術就成為制約這些領域的關鍵瓶頸之一，基于不同測試原理的各種測量方法與技術層出不窮。在眾多測量方法中，二端口傳輸線法（Two-Port Transmission Line Method，T-PTLM）以簡單、寬帶和精度適中的優(yōu)勢被廣泛應用。其核心是如何有效并精準地從傳輸/反射（Transmission/Reflection，T/R）、僅反射（Reflection-Only，R-O）或僅傳輸（Transmission-Only，T-O）測試得到的S參數中提取出待測材料不同頻率點的復介電常數與復磁導率值。在全面總結文獻中現(xiàn)有的各種提取方法與技術基礎上，針對目前文獻中主流提取方法與技術的不足，提出了獨特的解決方式，以克服這些不足。依據S參數的測試方法和測試材料的層數，將本文工作分為三個部分，研究內容及其創(chuàng)新點總結如下：
1. 針對基于T/R測試提取單層平板材料復介電常數廣泛存在的諧振、多解和受到樣品測試位置影響三大難題，首先依據電磁場理論提出新型解析提取方法，完善了抑制解析提取諧振的理論；然后創(chuàng)造性地提出一種計算復雜度低的組合提取方法，同時解決了這三大難題。實驗和仿真驗證了提出的方法。
2. 針對基于T/R測試提取襯底上薄膜和平板間粉末/顆粒材料復介電常數與復磁導率尚存的不足之處，拓展上述基于電磁場理論的方法，提出計算復雜度低且同時適用于TE10和TEM波傳輸線測試的解析提取方法。解決了襯底上薄膜復介電常數與復磁導率提取多解問題和平板間粉末/顆粒復介電常數提取諧振問題。實驗和仿真驗證了提出的方法。
3. 對于T/R測試無法實施或無效時必須應用的R-O和T-O測試，通常只用于單層平板材料。針對基于R-O測試的提取方法與技術尚存的兩個不足之處，首先詳細分析反射系數方程解決了復介電常數提取多解問題，然后應用人工神經網絡消除了樣品測試位置對提取的影響；針對基于T-O測試提取樣品THz波段復介電常數存在的初值估計問題，提出基于傳輸系數的介電常數估算模型，解決了這個問題。實驗和仿真驗證了提出的方法和技術。