เมื่อเทอร์มินัลพอร์ตทั้งหมดของเครือข่ายหลายพอร์ตที่กำหนดเองตรงกัน คลื่นการเดินทางของเหตุการณ์ที่อินพุตโดยพอร์ตที่ n จะถูกกระจายไปยังพอร์ตอื่นๆ ทั้งหมดและปล่อยออกมา หากคลื่นเคลื่อนที่ขาออกของพอร์ต m-th คือ bm ดังนั้นพารามิเตอร์การกระจายระหว่างพอร์ต n และพอร์ต m คือ Smn=bm/an เครือข่ายสองพอร์ตมีพารามิเตอร์การกระจายสี่ตัว S11, S21, S12 และ S22 เมื่อขั้วทั้งสองตรงกัน S11 และ S22 จะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของพอร์ต 1 และ 2 ตามลำดับ S21 คือค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านจากพอร์ต 1 ไปยังพอร์ต 2 และ S12 คือค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อขั้วต่อ m ของพอร์ตบางพอร์ตไม่ตรงกัน คลื่นเคลื่อนที่ที่สะท้อนโดยขั้วต่อจะกลับเข้าสู่พอร์ต m อีกครั้ง สิ่งนี้สามารถเห็นได้เท่าเทียมกันเนื่องจากพอร์ต m ยังคงตรงกัน แต่มีเหตุการณ์คลื่นเคลื่อนที่เกิดขึ้นที่พอร์ต m ด้วยวิธีนี้ ไม่ว่าในกรณีใด ระบบสมการพร้อมกันของความสัมพันธ์ระหว่างเหตุการณ์ที่เท่ากันกับคลื่นเดินทางออก และพารามิเตอร์การกระเจิงที่แต่ละพอร์ตสามารถถูกแสดงรายการได้ จากสิ่งนี้ พารามิเตอร์คุณลักษณะทั้งหมดของเครือข่ายสามารถแก้ไขได้ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนที่ปลายอินพุต อัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้า อิมพีแดนซ์อินพุต และค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านไปข้างหน้าและย้อนกลับต่างๆ เมื่อขั้วต่อไม่ตรงกัน นี่คือหลักการทำงานขั้นพื้นฐานที่สุดของกเครื่องวิเคราะห์เครือข่าย. เครือข่ายพอร์ตเดียวถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของเครือข่ายสองพอร์ต นอกจาก S11 แล้ว ยังมี S21=S12=S22 เสมอ สำหรับเครือข่ายแบบหลายพอร์ต นอกเหนือจากหนึ่งอินพุตและหนึ่งพอร์ตเอาต์พุตแล้ว โหลดที่ตรงกันสามารถเชื่อมต่อกับพอร์ตอื่นๆ ทั้งหมดได้ ซึ่งเทียบเท่ากับเครือข่ายแบบสองพอร์ต โดยการเลือกแต่ละคู่ของพอร์ตตามลำดับเป็นอินพุตและเอาต์พุตของเครือข่ายดูอัลพอร์ตที่เทียบเท่ากัน ทำชุดการวัดและแสดงรายการสมการที่เกี่ยวข้อง พารามิเตอร์การกระจัดกระจาย n2 ทั้งหมดของเครือข่าย n-พอร์ตสามารถแก้ไขได้ และทุกอย่างเกี่ยวกับ สามารถรับเครือข่าย n-port ได้ พารามิเตอร์ลักษณะเฉพาะ ด้านซ้ายของรูปที่ 3 แสดงหลักการของหน่วยทดสอบเมื่อทำการวัด S11 ด้วยสี่พอร์ตเครื่องวิเคราะห์เครือข่าย. ลูกศรแสดงเส้นทางของคลื่นเคลื่อนที่แต่ละลูก สัญญาณเอาท์พุตของแหล่งสัญญาณ u จะถูกป้อนเข้าสู่พอร์ต 1 ของเครือข่ายภายใต้การทดสอบผ่านสวิตช์ S1 และตัวเชื่อมต่อทิศทาง D2 ซึ่งเป็นคลื่นตกกระทบ a1 คลื่นสะท้อนของพอร์ต 1 (นั่นคือคลื่นขาออก b1 ของพอร์ต 1) จะถูกส่งไปยังช่องการวัดของเครื่องรับผ่านตัวต่อทิศทาง D2 และสวิตช์ เอาต์พุตของแหล่งสัญญาณ u จะถูกส่งไปยังช่องอ้างอิงของเครื่องรับพร้อมกันผ่านไดเรกชันคัปเปลอร์ D1 สัญญาณนี้เป็นสัดส่วนกับ a1 ดังนั้นเครื่องรับเฟสแอมพลิจูดแบบสองช่องสัญญาณจะวัดค่า b1/a1 นั่นคือวัด S11 รวมถึงแอมพลิจูดและเฟส (หรือส่วนจริงและส่วนจินตภาพ) ในระหว่างการวัด พอร์ต 2 ของเครือข่ายจะเชื่อมต่อกับโหลดที่ตรงกัน R1 เพื่อให้ตรงตามเงื่อนไขที่ระบุโดยพารามิเตอร์การกระเจิง ตัวเชื่อมต่อทิศทาง D3 อีกตัวหนึ่งในระบบจะถูกต่อท้ายด้วยโหลด R2 ที่ตรงกันเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ หลักการวัดของพารามิเตอร์ S ทั้งสามที่เหลือจะคล้ายคลึงกับสิ่งนี้ ทางด้านขวาของรูปที่ 3 แสดงตำแหน่งที่ควรวางสวิตช์แต่ละตัวเมื่อทำการวัดพารามิเตอร์ Smn ที่แตกต่างกัน
ก่อนการวัดจริง จะมีการใช้มาตรฐานสามมาตรฐานที่ทราบอิมพีแดนซ์ (เช่น การลัดวงจร วงจรเปิด และโหลดที่ตรงกัน) เพื่อให้เครื่องมือทำการวัดชุดหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าการวัดการสอบเทียบ ด้วยการเปรียบเทียบผลการวัดจริงกับผลลัพธ์ในอุดมคติ (โดยไม่มีข้อผิดพลาดของเครื่องมือ) ปัจจัยข้อผิดพลาดแต่ละประการในแบบจำลองข้อผิดพลาดจึงสามารถคำนวณและเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ได้ เพื่อให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดในผลการวัดของอุปกรณ์ที่ทดสอบได้ ปรับเทียบและแก้ไขตามจุดความถี่แต่ละจุด ขั้นตอนการวัดและการคำนวณมีความซับซ้อนมากและเกินความสามารถของมนุษย์
ข้างบนเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเรียกว่าเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายสี่พอร์ตเนื่องจากเครื่องมือมีสี่พอร์ต ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งสัญญาณ อุปกรณ์ที่ทดสอบ ช่องการวัด และช่องอ้างอิงการวัดตามลำดับ ข้อเสียคือโครงสร้างของตัวรับมีความซับซ้อน และข้อผิดพลาดที่สร้างโดยตัวรับจะไม่รวมอยู่ในโมเดลข้อผิดพลาด
