其工作的基本原理是：用前向天線（施主天線）將基站的下行信號接收進直放機，通過低噪放大器將有用信號放大，抑制信號中的噪聲信號，提高信噪比（S/N）；再經(jīng)下變頻至中頻信號，經(jīng)濾波器濾波，中頻放大，再移頻上變頻至射頻，經(jīng)功率放大器放大，由后向天線（重發(fā)天線）發(fā)射到移動臺；同時利用后向天線接收移動臺上行信號，沿相反的路徑由上行放大鏈路處理：即經(jīng)過低噪放大器、下變頻器、濾波器、中放、上變頻器、功率放大器再發(fā)射到基站。從而達到基站與移動臺的雙向通信。

手機信號放大器（手機信號增強器、微型直放站、手機信號伴侶、手機信號接入器、手機信號導(dǎo)入器），由于我國移動通信事業(yè)的飛速發(fā)展，移動通信用戶也隨之不斷增加，以至蜂窩規(guī)劃越來越小，基站位置越來越低；

而在基站較為密集區(qū)域，分離不同基站或扇區(qū)信號的難度將大大增加，容易使手機信號放大器增加對基站干擾。所以在基站較為密集區(qū)域，建議盡量采用有線信號的引入方式，比如光纖直放站。

但直放站的引入必然對基站產(chǎn)生干擾，干擾會隨著直放站數(shù)量的增多而加大，特別是大功率直放站的引入，會使系統(tǒng)干擾明顯加劇。因此，在城市密集區(qū)應(yīng)當采用小功率（1W以下）直放站。 [2]