对各类物质的成分、状态及品质检测无论在科学研究还是工业制造领域都具有重要意义。相较于传统检测方法,微波介电传感测量技术具有快速可靠、适用范围广、无需标记样品等诸多优点,现已成为各学科领域实现传感检测的主要技术手段之一。然而,随着检测精度要求的不断提升与应用环境的日趋复杂,现有微波介电传感测量方案已难以满足,研究开发性能更加优良的新型微波介电传感测量器件需求迫切。为解决上述问题,本论文将衬底集成波导重入式谐振腔创新应用于微波介电传感技术领域,利用其诱导电场高度集中的独特谐振性能,结合其平面化、小型化、易于加工与集成的结构优势,开展高精度、高灵敏度的微波介电传感应用探索。本文通过对传感器的工作机理分析、传感特性仿真以及性能实验测试,详细论证了设计方案的可行性与优越性,为新型高性能微波介电传感测量器件的研发提供了新思路。具体研究成果如下:（1）以矩形衬底集成波导重入式谐振腔结构为基础,依托微流控工艺技术,设计了一款非侵入式、无需物理接触、可重复使用的新型液态媒质传感器,用以实现液态媒质复介电常数的快速无损精准测量。基于分布等效电路理论构建重入式谐振腔等效RLC电路模型,结合高频电磁模拟仿真,揭示了其电磁谐振机理;以谐振腔电场分布特性规律为指导,通过独特的蜿蜒型微流道设计,以微加载方式将被测液体约束在谐振腔强诱导电场区域,形成被测液体对诱导电场的强扰动效应,进而实现平均灵敏度高达3.66×10^-1%/ε′_r的介电传感响应。（2）根据传感器介电响应曲线,选取谐振频率与3dB带宽为传感特征参量,利用非线性拟合法确定其与被测液体复介电常数间的依赖关系,构建了液态媒质复介电常数定量反演模型。利用标准印制电路板与微机械加工技术,研究了谐振腔与微流体一体化集成制造工艺,实现了传感器的集成装配。搭建液态媒质介电测试平台,对标准媒质进行介电特性测量,通过与德拜弛豫理论模型结果对比,传感器实现了对标准媒质复介电常数精度高达96.76%的测量,验证了预期设计方案的正确性。（3）将衬底集成波导折叠技术与重入式谐振腔相结合,创新构造了双折叠型衬底集成波导重入式谐振腔结构,凭借其极强的尺寸缩减能力与折叠电场集中分布特性,成功设计了一款超小型高灵敏的微波无源湿度传感器。通过预设空气通孔将湿空气引入谐振腔强诱导电场区域,促成湿空气介质与其诱导电场间的强相互极化作用,使腔体谐振频率产生显著偏移,以实现传感器对环境相对湿度的高灵敏检测。基于一阶腔体微扰理论,结合准静态近似分析方法,数学上推导了腔体谐振频率与环境相对湿度的定量函数关系。测试结果表明,在30%-80%环境相对湿度范围内,传感器的绝对灵敏度为135.60kHz/%RH,归一化灵敏度为6.27×10^-3%/%RH。