Este documento presenta la implementación del método de inversión bayesiana para la caracterización y estimación de diferentes propiedades de materiales dieléctricos. Los parámetros de dispersión de materiales de una y múltiples capas se miden utilizando un montaje experimental en espacio libre con una antena estándar de ganancia de cuerno y un Analizador de Redes Vectorial (VNA) en la banda Ka (26-40 GHz). La permitividad relativa, el grosor del material y el error de posicionamiento del material se definen como parámetros del modelo y se estiman utilizando los datos observados (medidos). Se utilizan FR4 Epoxy, Rogers RT/Duriod 5880 y Rogers AD600 con diferentes permitividades relativas y grosores en el montaje de medición. Los resultados mostraron una buena concordancia entre los parámetros del modelo y las propiedades estimadas de los materiales presentados, mientras que los vectores propios correspondientes proporcionaron un nivel de confianza en los valores de los parámetros del modelo. Los resultados se compararon con diferentes técnicas informadas para mostrar el posible uso del método presentado en la imagen por microondas, pruebas no destructivas y aplicaciones similares.