Kiedy wszystkie terminale portów dowolnej sieci wieloportowej są dopasowane, padająca fala podróżna na wejściu n-tego portu zostanie rozproszona na wszystkie inne porty i wyemitowana. Jeżeli wychodząca fala biegnąca z m-tego portu wynosi bm, wówczas parametr rozpraszania pomiędzy portem n i portem m wynosi Smn=bm/an. Sieć dwuportowa ma cztery parametry rozpraszania S11, S21, S12 i S22. Gdy oba terminale są zgodne, S11 i S22 są współczynnikami odbicia odpowiednio portów 1 i 2, S21 jest współczynnikiem transmisji z portu 1 do portu 2, a S12 jest współczynnikiem transmisji w przeciwnym kierunku. Kiedy terminal m określonego portu nie jest dopasowany, fala podróżna odbita przez terminal ponownie wpływa do portu m. Można to równoważnie postrzegać jako port m jest nadal dopasowany, ale na porcie m występuje fala biegnąca. W ten sposób w każdym przypadku można wyszczególnić układ równoczesnych równań zależności między równoważnymi falami biegnącymi padającymi i wychodzącymi oraz parametrami rozpraszania w każdym porcie. Na tej podstawie można określić wszystkie parametry charakterystyczne sieci, takie jak współczynnik odbicia od końca wejściowego, współczynnik fali stojącej napięcia, impedancja wejściowa oraz różne współczynniki transmisji w przód i w tył, gdy zaciski nie są dopasowane. Jest to najbardziej podstawowa zasada działania aanalizator sieci. Sieć jednoportową można uznać za szczególny przypadek sieci dwuportowej. Oprócz S11 zawsze jest S21=S12=S22. W przypadku sieci wieloportowej, oprócz jednego portu wejściowego i jednego wyjściowego, odpowiednie obciążenia można podłączyć do wszystkich pozostałych portów, co jest równoważne sieci dwuportowej. Wybierając każdą parę portów po kolei jako wejście i wyjście równoważnej sieci dwuportowej, przeprowadzając serię pomiarów i wypisując odpowiednie równania, można rozwiązać wszystkie parametry rozpraszania n2 sieci n-portowej i wszystko, co dotyczy można uzyskać sieć n-portową. Charakterystyczne parametry. Lewa strona rysunku 3 pokazuje zasadę działania jednostki testowej podczas pomiaru S11 za pomocą czteroportuanalizator sieci. Strzałki wskazują ścieżki każdej fali biegnącej. Sygnał wyjściowy źródła sygnału u jest wprowadzany do portu 1 badanej sieci poprzez przełącznik S1 i sprzęgacz kierunkowy D2, co stanowi falę padającą a1. Fala odbita portu 1 (czyli fala wychodząca b1 portu 1) przekazywana jest do kanału pomiarowego odbiornika poprzez sprzęgacz kierunkowy D2 i przełącznik. Sygnał wyjściowy źródła sygnału u jest jednocześnie przesyłany do kanału odniesienia odbiornika poprzez sprzęgacz kierunkowy D1. Sygnał ten jest proporcjonalny do a1. Zatem dwukanałowy odbiornik amplitudowo-fazowy mierzy b1/a1, to znaczy mierzony jest S11, łącznie z jego amplitudą i fazą (lub częścią rzeczywistą i częścią urojoną). Podczas pomiaru port 2 sieci jest podłączony do odpowiedniego obciążenia R1, aby spełnić warunki określone przez parametry rozpraszania. Inny sprzęgacz kierunkowy D3 w systemie jest również zakończony pasującym obciążeniem R2, aby uniknąć niekorzystnych skutków. Zasady pomiaru pozostałych trzech parametrów S są podobne. Prawa strona rysunku 3 pokazuje pozycje, w których należy umieścić każdy przełącznik podczas pomiaru różnych parametrów Smn.
Przed właściwym pomiarem przyrząd wykorzystuje trzy wzorce o znanych impedancjach (takich jak zwarcie, przerwa w obwodzie i dopasowane obciążenie) w celu wykonania serii pomiarów, zwanych pomiarami kalibracyjnymi. Porównując rzeczywiste wyniki pomiarów z wynikami idealnymi (bez błędu przyrządu), każdy współczynnik błędu w modelu błędu może zostać obliczony i zapisany w komputerze, dzięki czemu wyniki pomiarów testowanego urządzenia będą mogły zostać skorygowane o błąd. Odpowiednio skalibruj i popraw w każdym punkcie częstotliwości. Etapy pomiaru i obliczenia są bardzo złożone i przekraczają możliwości człowieka.
Powyższeanalizator siecinazywany jest czteroportowym analizatorem sieci, ponieważ przyrząd posiada cztery porty, które są odpowiednio podłączone do źródła sygnału, testowanego urządzenia, kanału pomiarowego i kanału odniesienia pomiaru. Jego wadą jest to, że struktura odbiornika jest złożona, a błąd generowany przez odbiornik nie jest uwzględniany w modelu błędów.
