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。
如果大功率的设备，如5W(37dBm)以上的主机也可能有较大的辐射。 一般手机信号增强器输出功率都在200mW(23dBm)以内。到达天线后的一般为5mW(7dBm)以内。经过其它损耗安装手机信号增强器后室内的信号一般在-50dBm到-75dBm左右。室外好的信号一般在-40dBm到-75dBm左右。 手机通话的时候，GSM手机在信号弱的环境中通话，辐射功率坏可以达到1W(30dBm)。安装放大器信号变好后手机通话的辐射功率大约为10mW(10dBm)左右。也可以说在差信号环境中安装小功率放大器后，手机在通话的时候是减少了辐射。
通常，对信号放大器的要求主要应以基站的技术要求为依据。 工作频带 中国移动：885-909,930-954Mhz 中国联通：909-915,954-960Mhz 中国电信：825-835,870-880Mhz 输出功率、增益、自动增益控制 这是一组互相关联的指标，应综合考虑。 通常输出功率在不超过信息产业部无线电管理局规定的限值的图册说明情况下，应分成若干等级供用户选用，下行主要考虑覆盖，上行保证基站满意接收。因此，下行一般大于上行。 增益是将接收到的信号放大到额定输出功率。考虑到直放站安装地点信号强度的差异，增益应是可调的。增益可以考虑将直放站接收到的信号电平放大到输出功率来计算。 为了保证输出功率稳定和避免输出非线性，带有≮20dB的自动增益控制（AGC）看来是必要的。 关于容差、额定输出功率和额定增益，只要规定一个就可以了。一般规定增益容差比较合适。因为测试时是将增益调到，改变输入电平使输出达到额定值。既然是这样，额定功率当然就不必规定容差了，而这时，输入电平也因增益不同而不同。
使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话问题，优化无线通信网络