利用聚焦透镜喇叭天线模拟平面电磁波，将电磁波辐射到自由空间，当遇到测试样品时，将发生反射和透射现象，利用天线接收这 些发射和透射信号，从而完成对介质材料的吸波透射性能的测试。 自由空间法的样品制作容易，只要求是一块平坦的、双面平行的、相对面积足够大的样品，以保证电磁波能够全面入射到试样上， 避免电磁波绕射的影响。 电磁波信号由矢量网络分析仪产生，发射和接收天线均为聚焦透镜天线，两天线的间距为天线焦距的2倍，被测样品放在两天线的 共焦面处。微波信号从矢量网络分析仪的端口1输出，由模式转换器出来的波进入聚焦透镜天线后向空间发射，然后在透镜天线的焦平 面处汇聚。 将被测样品置于焦平面处，电磁波信号透过样品板，经接收天线和模式转换器后，进入矢量网络分析仪的端口2进行S21散射参数的 测量。在自由空间中放入一个厚度为d的平面样品，假设平面样品的面积无限大，因此边缘衍射效应可以忽略不计。通常，射入样品的 平面波是均匀且线性偏振的。垂直入射平面波的反射系数和传输系数S11和S21可以在自由空间中测量得出。