多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)流程詳解

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）是微波射頻領(lǐng)域中用于測量器件散射參數(shù)（S參數(shù)）的核心設(shè)備，廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、微波電路設(shè)計等場景。為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，校準(zhǔn)是使用前必不可少的關(guān)鍵步驟。尤其在多端口VNA的測試中，校準(zhǔn)流程更為復(fù)雜，需系統(tǒng)化操作以消除端口間串?dāng)_、連接器誤差及傳輸線影響。

一、校準(zhǔn)原理與方法

VNA校準(zhǔn)基于反射法與傳輸法。反射法通過測量開路（Open）、短路（Short）、負(fù)載（Load）等標(biāo)準(zhǔn)件的反射特性，校正端口的S11、S22等反射參數(shù)；傳輸法則利用直通（Through）標(biāo)準(zhǔn)件測量S21、S12等傳輸參數(shù)，補償電纜損耗與相位偏移。多端口校準(zhǔn)通常采用全雙端口校準(zhǔn)（SOLT）或多端口SOLT擴展法，即對每一對端口進(jìn)行完整的Open、Short、Load、Through校準(zhǔn)，全面修正系統(tǒng)誤差。

二、校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 檢查硬件連接：確保各端口連接牢固，電纜無松動或損傷，避免因接觸不良引入額外誤差。

2. 選擇校準(zhǔn)套件：根據(jù)接口類型（如SMA、N型）和極性（公頭/母頭）選擇合適的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件，如85032F、F603FE等。

3. 設(shè)置儀器參數(shù)：設(shè)定合適的頻率范圍（如9kHz~300MHz）、掃描點數(shù)（如201或401點）和中頻帶寬（RBW），以平衡測量精度與速度。

三、多端口校準(zhǔn)步驟

以四端口VNA為例，校準(zhǔn)流程如下：

1. 選擇校準(zhǔn)類型：進(jìn)入“Calibration”菜單，選擇“Full 2-Port Calibration”或“Multi-Port Calibration”。

2. 端口選擇：勾選需校準(zhǔn)的端口組合，如Port1與Port3進(jìn)行S13/S31測量時，需對這兩端口同時校準(zhǔn)。

3. 反射校準(zhǔn)（Reflect Cal）：

 依次將Open、Short、Load標(biāo)準(zhǔn)件連接至Port1，點擊對應(yīng)按鈕完成校準(zhǔn)；

 同樣步驟對Port3進(jìn)行單端口反射校準(zhǔn)；

 注意操作時應(yīng)擰動連接器外螺套，避免針芯彎曲，影響精度。

4. 傳輸校準(zhǔn)（Thru Cal）：

 使用直通頭（Through）將Port1與Port3短接；

 在菜單中選擇“Thru”并確認(rèn)，儀器將測量直通響應(yīng)并修正傳輸參數(shù)；

 此步可有效補償線纜損耗與相位延遲。

5. 重復(fù)校準(zhǔn)其他端口組合：如需測量Port2-Port4，重復(fù)上述流程。

四、校準(zhǔn)完成與數(shù)據(jù)保存

校準(zhǔn)完成后，儀器通常提示“Calibration Complete”。可通過測量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載驗證結(jié)果：理想情況下，S11應(yīng)接近-∞dB，Smith圓圖阻抗點位于中心。確認(rèn)無誤后，點擊“Save and Recall”，保存校準(zhǔn)狀態(tài)，便于下次調(diào)用，提升測試效率。

五、注意事項

 校準(zhǔn)過程中若連接錯誤，可重新操作覆蓋原數(shù)據(jù)；

 高頻測量建議進(jìn)行端口延伸（Port Extension）補償；

 定期使用電子校準(zhǔn)件或送檢標(biāo)準(zhǔn)件驗證系統(tǒng)精度。

科學(xué)規(guī)范的校準(zhǔn)流程，是保障矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量結(jié)果真實可信的基礎(chǔ)。掌握多端口校準(zhǔn)方法，不僅能提升測試效率，更能為高頻電路設(shè)計提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。