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。
手機信號放大器與基站比較
覆蓋面積
同等覆蓋面積時，使用手機信號放大器投資較低，更為經濟。
覆蓋靈活性
一個基站基本上是圓形覆蓋，多個手機信號放大器可以組織成多種覆蓋形式。如“一”字型排開，可以覆蓋十幾至幾十公里的路段。也可以組織成“L”型、“N”型和“M”型覆蓋，特別適合于山區組網。
投資效益
在組網初期，由于用戶較少，投資效益較差，可以用一部分手機信號放大器代替基站。用戶發展起來后現更換為基站，替換下來的手機信號放大器再進一步放置在更邊緣的地區，這樣一步步地滾動發展。
建網迅速
由于不需要土建和傳輸電路的施工，建網迅速。
