直放站在下行链路中，由施主天线在基站现有的覆盖区域中拾取信号，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，从而达到基站与手机的信号传递。直放站的种类根据实际的应用情况，常用的可分为宽带直放站、选频直放站、光纤直放站、移频直放站、干线放大器。对于其他一些特殊应用场合，也有一些其他种类的直放站。直放站设备作为电子设备，在运行过程中，除了人为因素发生一些偶然故障，还常常因环境的影响、运行条件的突变以及元器件性能的老化等原因产生各种故障。
手机信号放大器(微型直放站)的工作原理：
1)下行：室外八木天线接收到的可通话的有用信号，被输入到主机，通过主机的放大后，送往室内吸顶天线发射出去。这样，稳定、可靠的信号就能随时被室内的用户手机所接收到。此为下行。
2)上行：室内的用户手机发射的信号，被吸顶天线吸收、输入到主机，然后通过主机放大，再送往室外八木天线发射到基站。此为上行。
目前市面上的手机信号放大器，基本上涵盖了所有的通讯网络类型，包括：中国移动、中国联通的GSM(2G低频)网络和DCS(2G高频)网络，中国联通的W-CDMA(3G)网络，中国电信的CDMA(2G和3G)网络。
手机信号放大器(微型直放站)的类型：
1、按照是否带显示屏来分，有：
1)不带显示屏的手机信号放大器，这种是普通型。
2)带显示屏的手机信号放大器，也就是所谓的智能型手机信号放大器，这是近市面上新出的，这种机器有一个明显的好处，可以检测天线接收的信号强度，并实时显示出来，这样一来，调整天线的方位就变得轻松了。
2、按照支持的网络类型来分
1)单频手机信号放大器，就是支持一种频率的放大器，其中包括，GSM手机信号放大器(支持中国移动、中国联通的2G低频网络)、DCS手机信号放大器(支持中国移动、中国联通的2G低频网络)、W-CDMA手机信号放大器(支持中国联通的3G网络)、CDMA手机信号放大器(支持中国电信的2G和3G网络)。
2)双频手机信号放大器，就是支持两种频率的放大器，包括GSM/DCS双频手机信号放大器、GSM/W-CDMA双频手机信号放大器等。
3)三频手机信号放大器，就是支持三种频率的放大器，包括GSM/DCS/W-CDMA三频手机信号放大器、GSM/CDMA/W-CDMA三频手机信号放大器、GSM/CDMA/DCS三频手机信号放大器等。这种机器制造难度比较大，因此成本也十分高昂，往往三套不同频率的机器总成本，也远远不及一套三频的机器。另外，三频机器的功率都做不大，覆盖面积都很小。