手机信号放大器(专业名：直放站)由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成上、下行放大链路。其工作的基本原理是：用前向天线（施主天线）将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，抑制信号中的噪声信号，提高信噪比（S/N）；再经下变频至中频信号，经滤波器滤波，中频放大，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线（重发天线）发射到移动台；同时利用后向天线接收移动台上行信号，沿相反的路径由上行放大链路处理：即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站。从而达到基站与移动台的双向通信。
改进数据信号品质有2个方式，1个是关键的，便是尽量提升无线天线半空中捡取到的数据信号能量，另外是次责的，便是尽量压得很低系统软件噪声。通常将压得很低系统软件噪声放到次责的位子，由于压得很低系统软件噪声十分艰难，很不实际。因此，提升数据信号品质合理的方式是想方设法提升无线天线的输出。可是，无线天线的输出在于数据信号磁场强度，只需手机天线所在的位子明确，那样，不管用哪种方式 来改进数据信号品质起着的功效全是很比较有限的。
近年来，随着我国通信技术的不断发展和进步，目前我国很多地方都被信号覆盖，只是覆盖的信号强度也不尽相同。一般住在山区的首先要测试周围是否有信号，用固话打给自己的手机，如果能够打通说明还是存在信号的，这时候我们就可以购买手机信号放大器来使用，如果一点信号也没有，就算买了也没啥作用。 山区没有信号的原因是周围没有基站。基站是信号传输的主要建设工具。基站附近没有信号。如果条件允许，你可以选择三个当前的运营商在附近安装一个基站，这样就会有一个信号。即使信号不强，我们也可以和移动信号放大器一起正常使用。
理环境及应用场合，系统的解决方案是不同的，这需要认真分析，区别对待。对于无线直放站来说，信号的隔离显得尤为重要。手机信号放大器是从空间接收信号，势必要求空间信号尽可能纯净；而在基站较为密集区域，分离不同基站或扇区信号的难度将大大增加，容易使手机信号放大器增加对基站干扰。
投资效益
在组网初期，由于用户较少，投资效益较差，可以用一部分手机信号放大器代替基站。用户发展起来后现更换为基站，替换下来的手机信号放大器再进一步放置在更边缘的地区，这样一步步地滚动发展。