近年来,随着微波遥感技术和微波电路的日益发展,材料介电性能参数的研究和测量成为人们关注的课题。介电常数的精确测量能够给科学家和工程师提供非常有价值的信息,其测量方法很多,本论文重点介绍谐振腔微扰法。本论文介绍了介质材料的两个电磁特性参数—介电常数与磁导率,并讨论了几种常用的测量方法,谐振法中的谐振腔微扰法测量介电常数具有比较高的测量精度,且使用样品少,但不适宜宽频带测量和损耗较大的介质材料测量;传输线法限于低、中损耗介质材料的测量,测量精度不如谐振腔法;自由空间波法适用于介电常数的宽频带测量,可完成非损伤性和非破坏性的测试,与上述几种方法比较,自由空间波法更适宜实地测量。通过分析矩形波导的波动方程和边界条件,得到矩形谐振腔中电磁场分量的表达式,从而为分析和测量介质材料的介电常数奠定了理论基础。谐振腔的主要指标参数是谐振频率f₀、谐振波长λ₀、品质因数Q₀和等效电导G₀ ,在此基础上,做出了测量系统选用的三公分矩形谐振腔的模式图,使系统的设计工作清晰、便捷。论文着重阐述了如何利用动态扫频谐振腔微扰法,实施一腔多模的技术,拓宽频带测量介电常数。本论文选用高校试验中常用的矩形谐振腔,设计建立了由扫频信号源、检波器以及示波器组成的测试系统,并运用Matlab强大的计算绘图功能做出矩形谐振腔的谐振模式图,为了保证测量精度,谐振腔在各个频点上应是单模谐振的,结合谐振模式图,选用了谐振腔TE_{10 p}的前五个模式,即p = 1,2,3,4,5。在谐振腔微扰法的理论基础上,将样品放在TE_{10 p} （为奇数）矩形谐振腔的中央,该点电场最强而磁场为零,这样就可以获得电效应,用来测量介电常数;若将样品放在TE_{10 p} （为偶数）谐振腔的中央,该点磁场最强而电场为零,这样就可以获得磁效应,用来测量磁导率。本论文主要测量介质材料的介电常数,所以只需要观察动态扫频显示的奇数模即可。在以上的研究基础上对树枝的介电常数进行测量,并对结果进行了讨论,介电常数能部分反映生物的电磁特性。结果表明,本论文的测量系统是准确的,测量的结果对研究树木的生态特性和生长状态提供了科学的依据,也为其他的研究人员提供了可靠的数据。同时,也拓展了高校的试验研究范围,为高校学生的研究试验提供了切实可行方案。