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。
手機信號放大器（手機信號增強器、微型直放站、手機信號伴侶、手機信號接入器、手機信號導入器），由于我國移動通信事業的飛速發展，移動通信用戶也隨之不斷增加，以至蜂窩規劃越來越小，基站位置越來越低；另一方面，隨著城市建設的發展，高層建筑不斷涌現，基于無線傳播的陰影效應，在這些高層建筑的背后或中間層會形成移動通信的信號盲區。
手機信號放大器是專門為解決手機信號盲區而設計的產品。由于手機信號是靠電磁波的傳播來建立通信聯系的，由于建筑物的阻隔，在一些高大建筑物里邊、地下室等地方一些商場、餐廳、卡拉OK桑拿按摩等娛樂場所、地下人防工程、地鐵站等許多場所，手機信號不能到達而不能使用手機。手機信號放大器可以很好地解決這些問題，只要在特定的地方安裝一套手機信號放大器系統，整個范圍內的手機信號都可以很好地使用，給里面的工作人員或客人帶來很大的方便。
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”；
