矢量网络分析仪校准流程详解

矢量网络分析仪（VNA）是射频与微波领域中用于测量器件S参数的核心设备，广泛应用于天线、滤波器、放大器等无源与有源器件的性能测试。为确保测量结果的准确性与可靠性，科学规范的校准流程至关重要。尤其在多端口测试场景下，校准不仅影响反射参数（如S11），更直接决定传输参数（如S21）的精度。以下是多端口矢量网络分析仪的标准校准流程。

一、前期准备与设置

校准前，仪器需开机预热15至30分钟，以保证内部电路稳定。随后设置测量参数：根据被测器件的频率范围设定起始与终止频率（如9kHz–8.5GHz），选择适当的扫描点数（建议401点以上）和中频带宽（如100Hz），以平衡测量精度与速度。同时，按“Cal”键进入“Cal Kit”菜单，选择匹配的校准套件（如85032F），确保接口类型（如N型或SMA）和极性（公头/母头）与实际校准件一致。

二、单端口反射校准

以端口1为例，进行单端口校准（1-Port Cal）。依次将开路（Open）、短路（Short）、负载（Load）校准件连接至测试端口。操作时应旋转连接器护套，避免内部针芯受力弯曲，影响精度。每连接一个标准件，点击对应按钮（Open/Short/Load），仪器将自动采集反射响应。校准完成后，Smith圆图的阻抗点应归于中心，表明反射误差已最小化。其余端口（如Port2、Port3等）依此重复操作。

三、双端口及多端口传输校准

当需测量传输特性时，必须进行双端口校准。常用方法为“直通响应校准”（Response Thru）或“全双端口校准”（Full 2-Port Cal）。将两个端口通过直通头（Thru）连接，选择对应端口组合（如Port1–Port3），点击“Thru”完成传输路径校准。此过程补偿了电缆损耗与相位延迟。对于四端口仪器，可进行全多端口校准，修正高达48项系统误差，显著提升整体测量精度。

四、校准验证与数据保存

校准完成后，建议使用标准负载或已知器件验证校准效果，观察S参数是否符合预期。确认无误后，通过“Save and Recall”功能保存校准状态，包含校准数据与设置信息，便于后续调用，提升测试效率。

五、注意事项

校准过程中，严禁更换或移动已连接的线缆与转接头，否则校准失效。所有连接需使用扭矩扳手紧固（建议0.8N·m），避免松动引入反射。禁止直流信号输入射频端口，测量大功率器件时应遵循“先匹配、再加电、后加信号”的安全原则。

综上，规范的多端口校准流程是保障矢量网络分析仪测量精度的基石。只有严格遵循步骤，注重细节，才能获得可靠、可重复的测试数据，为射频系统设计与验证提供有力支撑。