手機信號放大器(專業名：直放站)由天線、射頻雙工器、低噪聲放大器、混頻器、電調衰減器、濾波器、功率放大器等元器件或模塊組成上、下行放大鏈路。其工作的基本原理是：用前向天線（施主天線）將基站的下行信號接收進直放機，通過低噪放大器將有用信號放大，抑制信號中的噪聲信號，提高信噪比（S/N）；再經下變頻至中頻信號，經濾波器濾波，中頻放大，再移頻上變頻至射頻，經功率放大器放大，由后向天線（重發天線）發射到移動臺；同時利用后向天線接收移動臺上行信號，沿相反的路徑由上行放大鏈路處理：即經過低噪放大器、下變頻器、濾波器、中放、上變頻器、功率放大器再發射到基站。從而達到基站與移動臺的雙向通信。
高層的手機信號差的原因和以上幾點都不同，其實高層的手機信號并不差，那為什么會仍然打不通電話呢？主要是因為高層可以接收到附近好幾個基站傳過來的信號，然而因為沒有阻擋，所以信號強度也差不多，于是手機就會在幾個基站之間頻繁地切換，這就是所謂的“乒乓效應”；
由于用戶量大，基站數量較多，一般不存在大范圍的信號盲區，手機信號放大器只是用于解決小范圍區域的補盲以及建筑物內的信號覆蓋。在光纖到樓尚未普及的情況下，需采用無線直放站。
選型：根據不同面積和建筑結構情況，選用不同的型號。
天線的分布：室外采用定向八木天線，天線的方向盡量可以指向移動公司的發射基站，以達到的接收效果，室內可采用全向天線，安裝高度為2-3米（天線的安裝數量和位置與室內面積和室內的結構有關），一室內無阻擋范圍300平米以下只需安裝1個天線，范圍300-500平米需裝2個天線，范圍500-800平米需裝3個天線。
