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。
此外，蜂窩移動通信基站在建造過程中，因為要避免鄰近小區的干擾，其天線輻射場方向圖主瓣有較大下傾角，以至高層建筑中上部一般不能有效接收信號。還有，由于建筑物等對電磁波的屏蔽效應，使得隧道、地鐵、地下商城、娛樂城、停車場以及酒店、寫字樓等一些封閉的大型建筑物內也無法正常接收移動通信信號。
信號放大器安裝：一般安裝在離地2米以上，設備安裝的位置和室內外天線的距離要采用最短距離的走線方式（線路越長信號衰減就越大）以達到的效果。
線材的采用：信號增強器的饋線廣電（即有線電視）的標準為75Ω，但手機信號放大器是通信行業，50Ω才是標準，且阻抗不對會讓系統指標惡化。線材的粗細按現場實際情況來決定，線路越長線材就要采用越粗以減少信號的衰減。
輸出功率、增益、自動增益控制
這是一組互相關聯的指標，應綜合考慮。
通常輸出功率在不超過信息產業部無線電管理局規定的限值的圖冊說明情況下，應分成若干等級供用戶選用，下行主要考慮覆蓋，上行保證基站滿意接收。因此，下行一般大于上行。
