介电常数是描述材料电磁特性的重要参数,在介质材料生产单位,测量产品介电常数常用的方法是谐振腔微扰法。随着新型材料在通信、计算机、国防工业中的广泛应用,生产厂商和用户对材料介电常数测试精度要求更高,测试范围更宽。如何满足新形势下厂商和用户对新材料介电常数测量精度和范围的要求是微波测试技术面临的新课题。本论文主要通过理论计算和实验测试两方面对微波谐振腔微扰法测量介质材料介电常数进行研究,理论计算部分主要是借助基于有限元法的高频仿真软件HFSS对谐振腔电磁场进行仿真计算,分析谐振腔在加载介质样品前后电场分布的变化,观察介质引起的谐振腔内电场变化的趋势,从电磁场理论出发,分析介质加载前后谐振腔内电场的变化引起谐振腔微扰法测量介电常数误差的变化趋势,从中找出其对介电常数测量结果带来的误差影响；实验测试部分使用不同形式和不同模式的谐振腔测量大量的实验样品,同时对照用自动测量线测量引入介质后谐振腔的电场分布变化的实测结果,与理论计算进行相互验证,寻找误差来源。最终为实际生产中测量材料介电常数找到减小误差的方法和修正误差的方向。本文的特色与创新之处在于：1、用电磁场数值计算方法研究用于测量介质介电常数的谐振腔的电场分布,分析谐振腔的电场分布随引入介质的变化规律。2、把谐振腔微扰法实测样品的介电常数作为仿真时样品的介电常数,用HFSS对谐振腔进行建模,通过电磁场数值计算得到谐振腔的有载谐振频率,再用微扰法计算得到模拟测量介电常数,对比分析实测与模拟测量介电常数的变化趋势。3、在理论分析谐振腔微扰法误差产生的原因和谐振腔引入介质前后场分布变化的基础上,对比模拟测量介电常数和实验测量结果,以某一个谐振腔为例,给出该谐振腔测量介电常数的适用范围和误差修正方向。