罗德与施瓦茨ZNB3000 矢量网络分析仪如何校准

一、校准概述

校准（系统误差校正）是消除测量结果中系统性、可重复性误差的过程。例如，分析仪端口与待测件（DUT）之间的连接电缆会引入衰减和相移，通过校准可以消除这些影响。ZNB3000配备了校准向导（Calibration Wizard），使校准过程成为直观的引导式操作。

二、校准前的准备工作

预热：开机后建议预热15至20分钟，确保内部电路稳定，提升测量重复性。

设置频率范围：通过 Stimulus – [Start] 设置起始频率，通过 Stop Frequency 设置终止频率。

检查连接器：确认所有射频端口无异物或损伤。

三、手动校准步骤（以双端口TOSM校准为例）

ZNB3000的手动校准通过校准向导完成，主要分为三个步骤：

第一步：选择端口与校准类型

进入 Channel – [Cal] > "Start (Manual)"，打开校准设置向导。

选择需要校准的端口（如Port 1和Port 2）以及校准类型。对于同轴应用，常用的校准类型是TOSM（Through-Open-Short-Match，即直通-开路-短路-负载）。全n端口TOSM校准可校正所有传输和反射S参数的系统误差。

第二步：选择连接器与校准件

为每个待校准端口选择连接器类型（如SMA、N型）与极性（阳性或阴性）。

如有需要，可导入校准件文件。

第三步：采集校准数据

按向导提示依次连接校准件：

开路（Open） ：连接开路校准件

短路（Short） ：连接短路校准件

负载（Match） ：连接50Ω负载校准件

直通（Through） ：将两个端口通过直通校准件相连

完成数据采集后，选择应用或放弃系统误差校正。校准完成后，系统会提示“Calibration Applied”。

四、高级校准方法

1. SMARTerCal智能校准

ZNB3000提供了一种特殊的校准技术——SMARTerCal，可大幅简化校准流程。SMARTerCal包含系统误差校正和接收机功率校准，校准标签以“S”为前缀。

2. 自动校准单元

对于高效率需求场景，可使用自动校准单元（如R&S®ZN-Z15系列），在30秒内完成多端口校准，大幅降低人为误差。使用自动校准时，分析仪会自动将源功率降至-10 dBm以确保最佳精度。

3. 功率校准

功率校准用于确保准确的源功率水平和功率读数。对于增益压缩等功率相关测量，需要进行适当的功率校准。ZNB3000支持源功率校准和接收机功率校准两种方式。

4. 其他校准类型

除TOSM外，ZNB3000还支持UOSM（未知直通-开路-短路-匹配）校准和连接器移除校准等方法。对于单端口校准，可使用“Refl Norm Open”、“Refl Norm Short”或“Refl OSM”等反射校准类型。

五、注意事项 

接头操作：带有弹簧结构的精密接头应缓慢插拔，避免针头受损或弹飞。建议旋转阳性接头，避免反复拧动阴性端口，以保护接口精度与寿命。

连接稳固：校准过程中确保连接稳固，避免因松动导致误差。

校准单元端口：校准单元的未使用端口必须用50Ω负载端接。

避免使用适配器：校准单元与分析仪测试端口之间不得插入适配器。

校准有效期：ZNB3000具备优异的温度和长期稳定性，校准后可在数天内进行准确测量，无需重新校准。但环境温度变化较大时，建议定期检查校准状态。