В работе изучена теория синтеза волноводных и резонаторных сенсоров с частичным заполнением путем оптимального выбора уровня заполнения и размещением в пустых областях диэлектрических вставок из материала с известной проницаемостью для получения требуемой чувствительности сенсора. Использована модель резонаторной ячейки в виде набора трансцедентных уравнений для основных мод резонатора. Предложен метод распознавания образца диэлектрика по набору резонансов измерительной ячейки. Предложено описание эталонов диэлектриков в виде полиномов, в которые входят все наблюдаемые резонансные частоты. Получила дальнейшее развитие методика построения теоретических калибровочных зависимостей между комплексной диэлектрической проницаемостью и измеряемыми параметрами волноводного тракта. Полученные соотношения позволяют проектировать волноводные и резонаторные сенсоры с частичным заполнением для заданного диапазона измерения диэлектрической проницаемости в заданном диапазоне частот.