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。
手機信號放大器，又叫微型直放站，也叫手機伴侶。信號放大器從其名稱我們就知道其功能是放大信號。信號放大器的種類很多，比如電視信號放大器，收音機放大器等，所有的接收機里面都有信號放大器。專門放大手機信號的放大器叫手機信號放大器。
信號源指的是有信號的地方，而又分為強度和質量，信號強度及質量越高，安裝后的手機信號增強器效果也就越好。許多人購買了增強器后，以為安裝后就有信號了，然而并不是這樣的。增強器想要發揮作用是在信號源的基礎上放大，具體為通過室外天線的接受，然后通過同軸電纜傳輸到手機信號增強器，好信號就此產生。而且手機是靠電磁波的傳播建立通信聯系，但是由于建筑物或者高山的阻隔，在一些山區或高大建筑物里，很可能因為手機信號不能到達而不能使用手機。此時使用手機信號增強器就可以在一定程度上改善問題。
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。
