本发明提供一种具有高精度校准功能的信号分析仪及其高精度校准方法，该信号分析仪包括：校准模块，校准模块采用数字方案，用于输出宽带校准信号，宽带校准信号为频率间隔均匀且相位为目标相位的信号；射频前端，射频前端连接校准模块，射频前端用于对宽带校准信号进行放大、衰减、滤波和初始变频，输出目标信号；中频模块，中频模块连接射频前端，中频模块用于对目标信号进行多次变频处理，输出目标频率的目标数字信号；数字处理模块，数字处理模块连接中频模块，数字处理模块用于对目标数字信号进行数字下变频处理和快速傅立叶变换处理，得到目标频域信号，目标频域信号用于确定信号分析仪的频响曲线。该信号分析仪可以实现高精度校准。