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。
手机信号放大器与基站比较：
覆盖面积
同等覆盖面积时，使用手机信号放大器投资较低，更为经济
覆盖灵活性
一个基站基本上是圆形覆盖，多个手机信号放大器可以组织成多种覆盖形式。如“一”字型排开，可以覆盖十几至几十公里的路段。也可以组织成“L”型、“N”型和“M”型覆盖，特别适合于山区组网。
投资效益
在组网初期，由于用户较少，投资效益较差，可以用一部分手机信号放大器代替基站。用户发展起来后现更换为基站，替换下来的手机信号放大器再进一步放置在更边缘的地区，这样一步步地滚动发展。
建网迅速
由于不需要土建和传输电路的施工，建网迅速。
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。
带宽，带内波动
这是一组互相有关系的指标，尤其是带宽和带内波动。
通常，带宽是指-3dB带宽，而带内波动是指带内的不平坦度。如果要求带内波动比3dB小，则-3dB带宽必然要比分配给它的带宽要宽，这样，势必侵占别的信道。因此，带内波动只能是3dBp-p。
带外抑制
带外抑制主要是对滤波器形状的要求。为了不对别人形成干扰，希望滤波器形状尽量接近矩形。通常以-60（或-40）dB带宽对-3dB带宽的比（有人称之为滤波器的形状系数）来衡量。
注：网上出售的手机信号增强器常采用介质滤波器带外抑制差，一般采用中频声表滤波器方能达到带抑制要求。
交调和杂散发射
谐波、交调和杂散都是不希望有的无用信号，可以提出一样的要求。 [2]
对GSM手机信号增强器，按YD/T 883-1999和ETS 300 609要求是合适的，对CDMA手机信号增强器，只有按YD/T 1047-2000来要求了。
波形质量
CDMA基站有对波形质量（Rho）的要求，手机信号增强器传输CDMA信号后，对这项指标可能会恶化，应规定一个
传输时延
信号通过直放站后，可能产生传输时延。
宽带直放站的传输时延比较小，一般在1μs左右；选频和移频手机信号增强器传输时延比较大，可能分别达到5μs和10μs。
噪声系数
这是直放站灵敏度的表征，以2010年左右技术水平，噪声系数约为4～6dB。
电压驻波比
为可保证有效功率传输，提出电压驻波比的要求是需要的。根据功率被反射的量和实际水平，要求做到小于1.4～1.5是可行的。
经常会看到有人问同样的问题--手机信号不好怎么办？很多人表示由于小区或者家中信号不好，经常导致手机没有信号，从而导致无法正常使用手机。其实导致手机信号不好，主要可能是由于您家的地里位置偏低、离基站过远，也可能周边大厦过多，导致家中或者小区手机信号差，另外如果是在边远的乡村，则可能是离基站过远，导致信号不好。 一般这种情况下建议您使用移动手机信号放大器的，安装也不困难，效果也比较明显，比软件强多了。
城市密集区——采用小功率（1W以下）手机信号放大器。
由于用户量大，基站数量较多，一般不存在大范围的信号盲区，手机信号放大器只是用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内的信号覆盖。在光纤到楼尚未普及的情况下，需采用无线手机信号放大器。随着建筑物的增多，所需的手机信号放大器数量也会随之增加，就会出现一个基站配置多台手机信号放大器的情况。
但移动手机信号放大器的引入必然对基站产生干扰，干扰会随着手机信号放大器数量的增多而加大，特别是大功率手机信号放大器的引入，会使系统干扰明显加剧。因此，在城市密集区应当采用小功率（1W以下）手机信号放大器。
城市边缘——采用大功率的无线或光纤移动手机信号放大器。（10W）
在CDMA网络建设初期，由于基站数量较少，可以采用大功率的无线或光纤手机信号放大器。城市边缘地区，主要是解决信号覆盖问题。在已铺设光纤的地区采用输出功率为10W的光纤手机信号放大器。
无光纤资源时，可利用无线移动手机信号放大器进行延伸覆盖。采用方向性好的施主天线提取较为纯净的源信号，输出功率为5W/10W，等同于基站的输出，达到较好的覆盖效果率。
郊区、乡村——采用大功率光纤手机信号放大器（10W/20W）
郊区、乡村主要是解决覆盖问题。在铺设光纤的地区采用大功率光纤手机信号放大器（10W/20W）扩大覆盖范围。
对于无光纤资源但又能收到基站信号的地区，可采用无线手机信号放大器解决覆盖问题。特殊情况下，还可采用移频移动手机信号放大器来增加覆盖距离。