不同型號的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）測量同一器件時(shí)，結(jié)果出現(xiàn)差異是常見現(xiàn)象。嚴(yán)格來說，不存在一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的“誤差允許范圍”標(biāo)準(zhǔn)值。 可接受的差異范圍高度依賴于具體的測量參數(shù)、頻率范圍、被測器件的特性、校準(zhǔn)質(zhì)量、環(huán)境條件以及應(yīng)用場景的精度要求。

不過，我們可以從以下幾個(gè)方面來理解和評估這種差異的典型水平和可接受范圍：

1. 核心指標(biāo)與典型差異水平：

* S參數(shù)幅度 (dB)： 這是最常關(guān)注的指標(biāo)。

* 低頻段 (例如 < 1 GHz)： 經(jīng)過良好校準(zhǔn)的不同現(xiàn)代中高端VNA，測量簡單無源器件（如衰減器、電纜）的S21幅度，差異通常可以控制在 ±0.1 dB 以內(nèi)。對于更復(fù)雜的器件或更高要求，可能期望 < 0.05 dB。

* 中高頻段 (例如 1 GHz - 20 GHz)： 差異會增大。良好校準(zhǔn)下，±0.2 dB 到 ±0.5 dB 的差異是比較常見的合理范圍。追求更高精度（如研發(fā)驗(yàn)證）時(shí)，可能要求 < 0.2 dB。

* 毫米波頻段 (例如 > 20 GHz)： 差異顯著增大。±0.5 dB 到 ±1.0 dB 甚至更大 的差異都可能出現(xiàn)，尤其是在接近VNA或校準(zhǔn)件上限頻率時(shí)。這主要由校準(zhǔn)不確定性、連接器重復(fù)性、電纜穩(wěn)定性等因素主導(dǎo)。

* S參數(shù)相位 (Degrees)： 相位差異通常比幅度更敏感。

* 低頻段差異可能很小（< 1°）。

* 中高頻段，±1° 到 ±5° 的差異很常見。

* 毫米波頻段，差異可達(dá) ±10° 或更大。相位差異對電纜長度、連接器嚙合深度等極其敏感。

* 阻抗/Return Loss (dB)： S11/S22的幅度（回波損耗）差異范圍與S21幅度類似，但通常對校準(zhǔn)誤差和連接重復(fù)性更敏感。±0.2 dB到±0.5 dB的差異很常見。

* 群時(shí)延 (ps)： 由相位差分計(jì)算得出，對相位噪聲和穩(wěn)定性非常敏感。不同VNA之間的差異可能達(dá)到幾十皮秒(ps)量級，尤其在帶外或器件響應(yīng)劇烈變化的區(qū)域。

2. 影響差異的關(guān)鍵因素：

* 校準(zhǔn)質(zhì)量與套件： 這是最大的影響因素。不同VNA使用的校準(zhǔn)套件（定義、精度等級）、校準(zhǔn)算法、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（如SOLT, TRL, LRL）以及執(zhí)行校準(zhǔn)的操作都會引入差異。即使使用同一套物理校準(zhǔn)件，在不同VNA上加載的校準(zhǔn)件定義（Coefficient）必須精確匹配。

* 系統(tǒng)誤差模型與補(bǔ)償： 不同廠商、不同型號的VNA在硬件架構(gòu)（源、接收機(jī)、本振、開關(guān)）、誤差模型和補(bǔ)償算法上存在差異。

* 接收機(jī)線性度與動(dòng)態(tài)范圍： 測量大損耗或高回波損耗器件時(shí)，接收機(jī)的線性度和動(dòng)態(tài)范圍會影響精度。

* 源功率精度與平坦度： 輸出功率的設(shè)定值和實(shí)際值在不同VNA、不同頻點(diǎn)上可能有微小差異，影響被測器件的實(shí)際工作狀態(tài)（尤其對非線性器件）。

* 噪聲基底與跡線噪聲： 影響弱信號（如高隔離度、高回?fù)p）的測量精度和穩(wěn)定性。

* 連接器重復(fù)性與電纜穩(wěn)定性： 每次連接、電纜的彎曲都會引入微小變化，這對不同VNA分別連接被測件是不可避免的。

* 溫度穩(wěn)定性： VNA內(nèi)部和測試環(huán)境溫度變化會影響測量結(jié)果。不同VNA的溫度漂移特性不同。

* IF帶寬與平均次數(shù)： 測量設(shè)置（如中頻帶寬、平均）必須完全相同才能進(jìn)行有效對比。不同的設(shè)置會顯著影響噪聲水平和測量速度。

3. “允許范圍”取決于應(yīng)用場景：

* 研發(fā)/精確表征： 要求最嚴(yán)格，可能期望幅度差異 ≤ 0.1 dB (低頻) / ≤ 0.2-0.3 dB (中高頻)，相位差異 ≤ 1°-2°。需要非常仔細(xì)地控制校準(zhǔn)、連接和環(huán)境。

* 生產(chǎn)測試： 關(guān)注一致性和效率。允許范圍通常基于被測器件的規(guī)格公差來設(shè)定。例如，如果器件S21的公差是±0.5 dB，那么VNA間的差異控制在 < ±0.1 dB 或 ±0.2 dB 可能就足夠了，以確保測量系統(tǒng)本身引入的不確定性遠(yuǎn)小于產(chǎn)品公差。

* 一般性驗(yàn)證/故障診斷： 要求相對寬松，±0.5 dB 甚至更大的差異有時(shí)也是可以接受的，只要能判斷器件的基本功能或明顯故障。

總結(jié)與建議：

* 沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)： 不存在一個(gè)適用于所有情況的絕對值誤差范圍。

* 典型參考值：

* 良好條件下（同校準(zhǔn)件定義、仔細(xì)操作、溫控環(huán)境），中低頻段S21幅度差異在 ±0.1 dB 到 ±0.3 dB 以內(nèi)通常被認(rèn)為是良好/可接受的。

* 高頻/毫米波段，±0.5 dB 或更大 是常見的現(xiàn)實(shí)情況。

* 關(guān)鍵在控制變量： 要比較不同VNA，必須盡可能消除其他變量：

* 使用相同的、精確定義的校準(zhǔn)套件（物理標(biāo)準(zhǔn)件和系數(shù)文件）。

* 確保校準(zhǔn)方法、步驟完全一致。

* 使用相同的測試電纜、適配器（或特性已知且穩(wěn)定的）。

* 保持連接器嚙合深度、扭矩一致。

* 在相同的環(huán)境（溫度、濕度）下進(jìn)行測試。

* 設(shè)置相同的VNA參數(shù)（頻率范圍、點(diǎn)數(shù)、IFBW、功率、平均等）。

* 關(guān)注趨勢和一致性： 除了絕對值差異，觀察測量曲線的整體趨勢（形狀）是否一致也非常重要。

* 參考更高級別標(biāo)準(zhǔn)： 對于要求極高的應(yīng)用，需要通過計(jì)量級標(biāo)準(zhǔn)件或參考VNA來評估特定VNA的絕對精度。

總而言之，評估不同VNA測量差異時(shí)，±0.3 dB (S參數(shù)幅度) 常被作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的、相對嚴(yán)格的合理目標(biāo)或參考點(diǎn)（尤其在20 GHz以下），但實(shí)際可接受范圍必須結(jié)合具體頻率、被測件、校準(zhǔn)條件和應(yīng)用需求來綜合判斷。 毫米波頻段或相位測量需要有更寬松的預(yù)期。精細(xì)的校準(zhǔn)和操作控制是縮小差異的核心。