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。
在安装手机信号增强器的时候，信号源总是人们关注的一环。不得不说，手机的信号源就是增强器的灵魂，如果没有信号源，就算安装了手机信号增强器也是无效果的。所以想要发挥增强器的强大功能，首先需要找到好的信号源。
手机信号增强器(微型直放站)属于同频放大设备。是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。基本功能就是一个射频信号功率增强器。在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中耦合信号。通过带通滤波器对带通外的信号进行的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。
信号不好时，手机用户往往会拿着手机按照手机上面的信号指示到处找信号，这是很有效的办法，但是很不方便，因为信号比较好的位置不一定是手机使用者能够常呆的地方。所以，选一付高增益天线，架设到信号更好的地方，然后将天线用射频同轴电缆连接到手机使用者常用地并连接手机，这样，在没有信号的地方使用手机就成为可能的了。