矢量网络分析仪在测量待测器件的散射参数方面具有十分重要的作用,由于矢量网络分析仪在硬件上的非理想性,导致测量结果存在一定的误差,可以通过对矢量网络分析仪作校准来尽量减小误差的影响,从而提高测量的准确度。TRL（Thru-Reflect-Line,直通-反射-传输线）校准算法是经典的校准技术之一,其准确度高且应用广泛,但由于受到带宽的限制,会导致校准结果产生不连续性。MTRL（Multiline-TRL,多条传输线-TRL）校准算法相比于TRL算法,其采用了多条传输线校准件参与校准,可以很好的解决TRL结果不连续的问题,并且MTRL校准充分利用了所有校准件的数据信息,基于统计学的方法对未知参数进行求解,校准精度达到业界最高水准。国内关于MTRL算法的研究较少,因此本文将MTRL校准算法作为重点,研究并推导了相关的理论和公式,包括对误差网络的构建、特征方程的建立以及误差参数的求解等,进一步实现了MTRL校准算法,基于实测数据对算法做了有效性验证,与NIST（National Institute of Standards and Technology,美国国家标准与技术研究院）和北京无线电计量测试研究所的校准算法结果进行对比,并且以NIST的算法作为评判标准,分析了所实现MTRL校准算法的精确度。校准件数据的准确程度决定了校准算法的最终精度,尤其是MTRL算法需要用到多条传输线校准件的冗余信息,其确保了校准结果的精确性。而校准件的设计方法基本由国外掌握且未公开,因此本文提出了一种MTRL传输线校准件的长度选择与优化方法,对传输线校准件的长度做了研究与设计。该方法首先基于相位差与测试频率范围的关系对传输线的初始长度做了选择;接着构建了一种优化目标函数,其中传输线长度作为待优化的输入量,校准算法的误差作为函数的输出量;再基于智能优化算法对所构建的优化目标函数做迭代寻优,最终确定出最佳的传输线长度。为了验证所提方法的准确性,本文提出了一种模拟测试数据的等效电路黑盒模型,其利用集总元件和传输线的组合形式来模拟实际测试过程中的误差大小,产生所设计传输线长度下的校准件模拟数据。本文选择砷化镓和罗杰斯4350两种材料,分别在共面波导和微带线的结构下设计了多条不同长度的传输线组合,并基于等效电路模拟产生的校准件和待测件测试数据对传输线长度做了验证,证明了所提传输线校准件长度选择与优化方法的有效性与准确性。