手機信號放大器（中繼器）屬于同頻放大設備，是指在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發射中轉設備。手機信號放大器的基本功能就是一個射頻信號功率增強器。手機信號放大器在下行鏈路中，由施主天線現有的覆蓋區域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行的隔離，將濾波的信號經功放放大后再次發射到待覆蓋區域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區域內的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發射到相應基站，從而達到基地站與手機的信號傳遞。
使用手機信號放大器作為實現“小容量、大覆蓋”目標的必要手段之一，主要是由于使用手機信號放大器一是在不增加基站數量的前提下保證網絡覆蓋，二是其造價遠遠低于有同樣效果的微蜂窩系統。
城市密集區：
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。隨著建筑物的增多，所需的直放站數量也會隨之增加，就會出現一個基站配置多臺直放站的情況。但直放站的引入必然對基站產生干擾，干擾會隨著直放站數量的增多而加大，特別是大功率直放站的引入，會使系統干擾明顯加劇。因此，在城市密集區應當采用小功率（1W以下）直放站。
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。
