Рассмотрено несколько вариантов конструкции коаксиальных ячеек, рассчитанных на работу в линии передачи с волновым сопротивлением 50 Ом и предназначенных для измерения комплексной диэлектрической проницаемости дисперсных и жидких материалов в диапазоне частот от 0.01 до 16 ГГц. Проведено численное моделирование коаксиальных ячеек с использованием метода конечных разностей во временной области. Проанализировано распространение ТЕМ-волны через ячейки и рассчитаны их S-параметры. Выполнен сравнительный анализ рассмотренных ячеек и сделаны выводы о возможности их использования для проведения точных измерений комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 0.01 до 16 ГГц. Рассмотрены особенности различных вариантов конструкции коаксиальной ячейки с точки зрения технической реализации. Приведены экспериментальные результаты коэффициента стоячей волны напряжения для одного из вариантов предлагаемых конструкций. Наблюдается хорошее согласование экспериментальных данных с результатами численного моделирования в диапазоне частот 0.01–12 ГГц. Расхождение модельных и экспериментальных данных в диапазоне частот 12–16 ГГц можно объяснить погрешностями в геометрии ячейки и конечной проводимостью используемых проводников.