‍常见的电介质表征方法主要有传输/反射线法、开放式同轴探针法、自由空间法和谐振法。与其他介电测量方法一样，这两种方法均可使用VNA同轴电缆组件、高速端发射连接器、同轴GS/GSG探针和探针定位器、各种波导硬件和波导天线。今天我们主要来说说自由空间法。

电介质测量或表征的自由空间方法包括将电介质样品悬浮在两个高方向性天线之间，每个天线都连接到VNA。天线之间的电介质引起的自由空间响应的变化可利用S参数来计算介电常数和损耗角正切。因此，样品必须放置在两个天线之间，且尺寸和厚度足够，与自由空间相比，以便对两个天线之间通道产生显著影响。因此，如果样品对于天线来说太小、太薄或介电常数或损耗太低，那么这种方法将呈现与可接受程度上相比更高的误差。此外，电介质样品应尽可能与天线之间的平面平行和共形，以免有额外的不确定性。当然也可以设计和制造一种容器，该容器可以容纳液体样品或其他不规则的样品，如粉末或气体，只要它们能够确保在可以卸的样品保持器内。

自由空间法能够控制测试环境和校准测量系统，有几种校准自由空间测量系统的方法，所有这些都必须在天线连接到VNA并安全安装的情况下完成。透反射线（TRL）、透反射匹配（TRM）和直线反射线（LRL）。LRL方法通常被认为是最准确的。它是在一个校准步骤中将天线精确地间隔开四分之一波长，并且还将高反射平坦导体直接放置在两个天线之间的平面中。同时建议对样品支架进行时域门控和去嵌入，来限制样品支架的影响以及来自空间反射。

这种方法的优点在于，可以在环境室中进行，也可以通过室内进行。通过这种方式，样品可以在各种温度、压力、气体混合物甚至真空中进行测试。