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。
根据手机信号放大器系列产品的特点和移动通信网络的需求，不同的地
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。所以在基站较为密集区域，建议尽量采用有线信号的引入方式，比如光纤直放站。在不具备使用光纤直放站条件的场所，只能采用无线直放站，但其施主天线必须具有足够的方向选择性。针对各类地区及应用场所，由于基站的密集性、用户话务量等不同，建议采用如下直放站的应用原则
通常，对手机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 [1] 。
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。
所谓的手机信号放大器并不意味着通过将此类设备安装在适当的位置可以改善通信效果，它通过放大而不能改善移动电话信号的信号质量。信号质量在较大程度上取决于信噪比，通过手机信号放大器是不能改善信噪比指标的，因为在手机信号放大器放大有用信号的同时，噪声信号也以相同的方式放大。
有两种方法可以改善信号质量。一种是主要的，其作用是使天线在空中获得的信号能量化，另一种是次要的，即尽可能降低系统噪声。降低系统噪声的重要性之所以如此，是因为降低系统噪声非常困难且不切实际。因此，提高信号质量的比较有效方法是尝试增加天线的输出，这样才能使手机信号放大器发挥更大的作用。但是，天线的输出取决于信号场强。只要确定手机天线的位置，无论采用哪种方法来改善信号质量，效果都非常有限。当信号不好时，手机用户经常会使用手机信号放大器。这是一种非常有效的方法，但是不太方便，因为信号良好的位置可能不是移动电话用户经常可以住的地方。因此，请选择手机信号放大器并将其设置在信号较好的地方，然后将天线和射频同轴电缆连接到手机用户的通常位置，然后再连接到手机。这样，可以在没有信号的地方使用手机。上述方法肯定是非常有效的，但是有许多不便之处。一个是大众难接受带有电缆的手机，另一个是许多手机没有外部天线插孔。即使有插座，也可能无法购买匹配的插头。因此，手机信号放大器必须具有良好的选频特性，将上行链路和下行链路集成在一起，而且还必须具有可以分担工作的信号放大器，即上行链路信号放大器仅允许上行链路信号通过，而下行链路信号放大器仅允许上行链路通过。下行信号通过。这样，才能充分发挥手机信号放大器的作用。