Как следует из названия, анализатор спектра обнаруживает сигналы, присутствующие в выбранном диапазоне спектра. Основной функцией является графическое представление сигналов как зависимости амплитуды (или уровня мощности) по оси y от частоты по оси x; амплитуды обнаруженных сигналов отображаются в частотной области. Анализатор ВЧ-спектра охватывает радиочастоты и СВЧ-частоты. Максимально доступный диапазон частот с преселекцией в настоящее время составляет от 2 герц до 85 ГГц; более высокие частоты достижимы при использовании внешних смесителей. Обычно для частот по оси x используется линейная шкала, а для амплитуды по оси y используется логарифмическая шкала или шкала в децибелах (которая также является логарифмической), что позволяет одновременно видеть сигналы с сильно различающейся амплитудой. Анализаторы спектра широко используются в ВЧ-испытаниях не только для отображения свойств полезных сигналов, например того, занимает ли сигнал назначенную полосу пропускания, но и для поиска нежелательных сигналов.
В области ВЧ-испытаний вряд ли остались простые анализаторы спектра, позволяющие определять уровень полезных и нежелательных сигналов путем отображения спектральных составляющих в частотном диапазоне. Природа многих современных импульсных сигналов, а также необходимость обнаружения и исследования переходных сигналов означают невозможность надежного обнаружения всех сигналов, периодически возникающих как переходные процессы, или измерения фазы сигнала с помощью классического анализатора спектра, использующего такой же принцип супергетеродина, как в радиоприемниках. Поскольку интересующий диапазон частот (полоса обзора) превышает возможности анализатора спектра по одновременной обработке данных, сканирование (развертка) полосы обзора выполняется от низких частот к высоким. Если переходный сигнал отсутствует в момент сканирования соответствующей частоты, он не будет обнаружен.
Цифровая обработка с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) из временной области в частотную значительно расширяет возможности анализатора спектра на основе супергетеродина с точки зрения как обнаружения, так и анализа сигналов. БПФ обеспечивает гораздо более быстрый захват и анализ полосы обзора: параллельное применение БПФ расширяет мгновенную полосу пропускания, что позволяет — при условии использования подходящих фильтров — обнаруживать импульсные и переходные сигналы. Многие анализаторы спектра также имеют режим нулевой полосы обзора, предназначенный для анализа фазы и амплитуды сигнала, а также для демодуляции сигнала на выбранной частоте. Помимо простого представления обнаруженных сигналов на экране, можно проводить измерения шума, усиления, фазы, занимаемой полосы частот сигнала и мощности в соседнем канале. Цифровой сигнал можно экспортировать для последующей обработки с помощью программных инструментов анализа.
