Esta es una pregunta muy importante para tratar de responder aquí, pero intentaré que empieces.
Dado que solo está realizando una medición de un puerto (reflexión), tiene toda la razón de que no necesita un analizador de red vectorial completo. Puede hacer esto con un voltímetro vectorial o un medidor VSWR aún más simple y una fuente de frecuencia de barrido (como sugiere su pregunta).
La fuente no debe requerir un DDS. Un VCO básico debería hacerlo, aunque, por supuesto, cuanto más baja sea la distorsión armónica, más precisas serán las mediciones. Los VCO que cubren más de una octava (como usted necesita) son algo más difíciles de encontrar que los de banda estrecha que cubren bandas de frecuencia con importantes usos comerciales. Pero apenas necesitas más de una octava y deberías poder encontrar una. Normalmente, operaría el VCO en un bucle de bloqueo de fase, bloqueado a una frecuencia de referencia adecuada (por ejemplo, 10 MHz), para sintonizar la frecuencia deseada en su banda de 2 - 5 GHz. Esta es la esencia de un sintetizador rf.
En el lado del receptor, lo que realmente necesita es un acoplamiento direccional para seleccionar la señal reflejada que regresa de su muestra, y un rf detector para medir la reflexión. amplitud. Un par de acopladores y detectores combinados le permitirían medir la relación entre la señal transmitida y la reflexión para obtener mediciones más precisas.
Finalmente, la sonda. No estoy familiarizado con las mejores prácticas para diseñar sondas para mediciones de constantes dieléctricas de líquidos, pero puedo darle algunas ideas al respecto. Los detalles probablemente dependen de factores físicos como la viscosidad de su muestra, ya sea un material corrosivo, la facilidad con que los residuos de una muestra podrían contaminar la siguiente muestra, el volumen de las muestras disponibles, etc.
Si piensa que la constante dieléctrica es básicamente constante en el rango de 2-5 GHz, entonces sugeriría construir una cámara resonante e inundarla con la muestra, por ejemplo, un segmento de aire de aproximadamente 1/2 longitud de onda. Línea coaxial llena, donde reemplaza el aire con su muestra. Si la constante dieléctrica cambia, también lo hará la frecuencia de resonancia de la cámara. Barrer la frecuencia de la fuente y encontrar la reflexión mínima o máxima para determinar la constante dieléctrica de la muestra. Este tipo de medición se podría realizar con solo un medidor VSWR como sensor.
Si la "constante" dieléctrica está cambiando en el rango de 2 a 5 GHz (debido a las resonancias del material, esto es razonablemente probable), entonces necesitará un detector tipo voltímetro vectorial. Una vez más, sin embargo, consideraría hacer una cámara casi resonante para contener la muestra. Con algunas matemáticas, la reflexión de RF de la cámara (amplitud y fase) le indicará la constante dieléctrica de muestra en cada frecuencia.