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。
手機還有可能會收到非相鄰的基站的信號，由于手機只能在相鄰的基站間進行切換，就會造成其實有一個更好信號的基站的信號手機收的到卻由于不相鄰無法切換過去，造成所謂的“孤島效應”。
投資效益
在組網初期，由于用戶較少，投資效益較差，可以用一部分手機信號放大器代替基站。用戶發展起來后現更換為基站，替換下來的手機信號放大器再進一步放置在更邊緣的地區，這樣一步步地滾動發展。
建網迅速
由于不需要土建和傳輸電路的施工，建網迅速。
增益是將接收到的信號放大到額定輸出功率?？紤]到直放站安裝地點信號強度的差異，增益應是可調的。增益可以考慮將直放站接收到的信號電平放大到輸出功率來計算。
為了保證輸出功率穩定和避免輸出非線性，帶有≮20dB的自動增益控制（AGC）看來是必要的 [1] 。
