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。
信号源指的是有信号的地方，而又分为强度和质量，信号强度及质量越高，安装后的手机信号增强器效果也就越好。许多人购买了增强器后，以为安装后就有信号了，然而并不是这样的。增强器想要发挥作用是在信号源的基础上放大，具体为通过室外天线的接受，然后通过同轴电缆传输到手机信号增强器，好信号就此产生。而且手机是靠电磁波的传播建立通信联系，但是由于建筑物或者高山的阻隔，在一些山区或高大建筑物里，很可能因为手机信号不能到达而不能使用手机。此时使用手机信号增强器就可以在一定程度上改善问题。
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。
大家都知道手机信号就是通过电磁波的发射、传播和接收去建立通信关系的，但是有于城市的建设和发展与日俱增，有了许多高层的建筑物，这些建筑物会进行信号的阻隔，在一些比较高大的建筑物的背面、 地下室内设置的商场、 餐厅 、娱乐场所、地铁站场所，都会因为信号被阻隔所以不能用手机上网或者打电话，因此造成了许多麻烦，但是手机信号放大器能够轻松解决。