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。
所谓的手机信号放大器，并不是指安装上这类器械在原地不动就能改进通讯实际效果，手机信号单是历经变大是不可以改进数据信号品质的。数据信号品质，在较大水平上取绝于信噪比，信噪比指数是不太可能根据简洁的变大来改进的，由于在变大合理数据信号的与此同时，噪声数据信号也获得了一样的变大。
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。
信号放大器，是微型直放站又叫手机信号放大器，也叫手机伴侣。信号放大器从其名称我们就知道其功能是放大信号。信号放大器的种类很多，比如电视信号放大器，收音机放大器等，所有的接收机里面都有信号放大器。专门放大手机信号的放大器叫手机信号放大器，主要用于解决室内手机信号盲区问题。