手机信号放大器(专业名：直放站)由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成上、下行放大链路。其工作的基本原理是：用前向天线（施主天线）将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，抑制信号中的噪声信号，提高信噪比（S/N）；再经下变频至中频信号，经滤波器滤波，中频放大，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线（重发天线）发射到移动台；同时利用后向天线接收移动台上行信号，沿相反的路径由上行放大链路处理：即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站。从而达到基站与移动台的双向通信。
手机信号放大器与基站比较
覆盖面积
同等覆盖面积时，使用手机信号放大器投资较低，更为经济
覆盖灵活性
一个基站基本上是圆形覆盖，多个手机信号放大器可以组织成多种覆盖形式。如“一”字型排开，可以覆盖十几至几十公里的路段。也可以组织成“L”型、“N”型和“M”型覆盖，特别适合于山区组网。
投资效益
在组网初期，由于用户较少，投资效益较差，可以用一部分手机信号放大器代替基站。用户发展起来后现更换为基站，替换下来的手机信号放大器再进一步放置在更边缘的地区，这样一步步地滚动发展。
建网迅速
由于不需要土建和传输电路的施工，建网迅速。
手机信号放大器室外天线
第三手机信号增强器的安装。一般安装在离地2米以上，设备安装的位置和室内外天线的距离要采用短距离的走线方式(线路越长信号衰减就越大)以达到的使用效果使用直放站作为实现"小容量、大覆盖"目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。
直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话问题，优化无线通信网络。
信号放大器是一种用于弥补移动电话网络中基站覆盖范围不足，扩大基站覆盖范围、填充覆盖范围“盲区”的一种极有效的设备，适用于偏远山区、住宅小区、地下室、商场、停车场、酒店、电梯间、家庭、写字楼等室内移动手机信号放大，因高山阻挡或建筑物带来的弱信号时无法正常通话有明显的改善作用，是解决移动电话信号“盲区”经济有效的方法，它可以让你的移动电话通畅无阻。
伴随着通讯技术的不断发展，如今的通信技术所能达到的网络覆盖范围正在不断扩大，许多农村偏僻的地区都逐渐开始覆盖网络信息，由于通信本身是依托于电磁波来进行传播的，因而环境会因为一些建筑的阻隔，导致无法接收到有效信号，许多场所依旧存在手机无法使用的情况，譬如：商场、地下室、娱乐圈等场所，所以常常会应用到手机信号放大器来达到信号增强的目的。