任意のマルチポート ネットワークのすべてのポート端子が一致すると、n 番目のポートに入力された入射進行波は他のすべてのポートに散乱されて放射されます。 m 番目のポートの出射進行波を bm とすると、ポート n とポート m の間の散乱パラメータは Smn=bm/an となります。デュアルポート ネットワークには 4 つの散乱パラメータ S11、S21、S12、および S22 があります。両端子が一致している場合、S11、S22はそれぞれポート1、2の反射係数、S21はポート1からポート2への透過係数、S12は逆方向の透過係数となります。あるポートの端子 m が不整合の場合、端子で反射した進行波が再びポート m に入力されます。これは、ポート m がまだ一致しているが、ポート m に入射する進行波 am があるため、等価的に見ることができます。このようにして、いずれの場合でも、各ポートにおける等価入射進行波と出射進行波と散乱パラメータとの関係を表す連立方程式を列挙することができる。これに基づいて、入力端の反射係数、電圧定在波比、入力インピーダンス、端子が不整合の場合のさまざまな順方向および逆方向の透過係数など、ネットワークのすべての特性パラメータを解決できます。これが最も基本的な動作原理です。ネットワークアナライザー。シングルポート ネットワークは、デュアルポート ネットワークの特殊なケースとみなすことができます。 S11 に加えて、常に S21=S12=S22 が存在します。マルチポート ネットワークの場合、1 つの入力ポートと 1 つの出力ポートに加えて、一致する負荷を他のすべてのポートに接続できます。これは 2 ポート ネットワークと同等です。同等のデュアルポート ネットワークの入力と出力としてポートの各ペアを順番に選択し、一連の測定を実行して対応する方程式をリストすることにより、n ポート ネットワークのすべての n2 散乱パラメータを解くことができ、 nポートネットワークが得られます。特徴的なパラメータ。図3の左側は、4ポートでS11を測定する場合のテストユニットの原理を示しています。ネットワークアナライザー。矢印は各進行波の経路を示します。信号源 u の出力信号は、スイッチ S1 および方向性結合器 D2 を介して被測定ネットワークのポート 1 に入力され、入射波 a1 になります。ポート１の反射波（すなわち、ポート１の送信波ｂ１）は、方向性結合器Ｄ２およびスイッチを介して受信機の測定チャネルに伝送される。信号源 u の出力は、方向性結合器 D1 を介して受信機の基準チャネルに同時に送信されます。この信号は a1 に比例します。したがって、デュアルチャネル振幅位相受信機は b1/a1 を測定します。つまり、振幅と位相 (または実数部と虚数部) を含む S11 が測定されます。測定中、散乱パラメータで指定された条件を満たすために、ネットワークのポート 2 が整合負荷 R1 に接続されます。システム内の別の方向性結合器 D3 も、悪影響を避けるために整合負荷 R2 で終端されています。残りの 3 つの S パラメータの測定原理もこれと同様です。図 3 の右側は、さまざまな Smn パラメータを測定するときに各スイッチを配置する必要がある位置を示しています。
実際の測定の前に、既知のインピーダンス（短絡、開回路、整合負荷など）を持つ 3 つの標準を使用して機器はキャリブレーション測定と呼ばれる一連の測定を実行します。実際の測定結果と理想的な（器差なしの）結果を比較することにより、誤差モデルの各誤差要因を計算してコンピュータに保存することができ、被測定物の測定結果を誤差補正することができます。各周波数ポイントで適切に校正および修正します。測定手順と計算は非常に複雑で、人間の能力を超えています。
上記ネットワークアナライザーこの機器には 4 つのポートがあり、それぞれ信号源、被測定デバイス、測定チャネル、および測定基準チャネルに接続されているため、4 ポート ネットワーク アナライザと呼ばれます。欠点は、受信機の構造が複雑で、受信機で発生する誤差が誤差モデルに含まれていないことです。
