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在一开始设计滤波器的时候，通常只使用谐振器中谐振频率最低的模式——主模，因此如果要设计两阶以上的滤波器就要利用至少两个谐振器，而这种结构是不能实现小型化的，且滤波器的插入损耗也比较大。于是，许多研究者就提出了“双模”的理论，它是来源于一对简并模式，这样的谐振器可以同时产生两个谐振频率点。在上个世纪70年代，Wolf首次使用微带双模谐振器构成了双模滤波器[4]。双模滤波器若根据两个谐振模式的关系，可以分成简并双模滤波器和非简并双模滤波器这两大类。其中简并双模滤波器的结构包括圆片形、圆环形、方片形、方环形、三角形等[5]。而非简并双模滤波器的结构有山字形，T形等[6]。图1.1显示的就是一些传统的微带双模谐振器结构，其中 为对称线的长度， 是谐振器在基频时的波导波长。图中所有谐振器的微扰都位于45度对角线处。其中图1.1(a)和(b)利用了小缺口微扰，(c)(d)(e)利用的是小贴片微扰。当然，除了以上所述的结构之外，还存在其它的双模谐振器结构。64462
传统的双模滤波器 (a)圆贴片(b)方贴片(c)圆环形(d)方环形(e)蜿蜒折环形
所示的是一些较新颖的双模滤波器结构。在设计各种小型化双模滤波器时，不仅出现了多种微扰结构，也存在双模本身和传统方式混合的的结构。图1.2(a)显示的是带开环阻抗的环形谐振器，在这样的结构中，滤波器的边长尺寸较小[7]。图1.2(b)显示的是带有电容性开环的双模谐振器，它的尺寸比(a)的更小[8]。图1.2(c)显示的是用集总并联电容实现的双模谐振器，在缩小尺寸方面有了进一步的发展，但是这种滤波器难以设计[5]。图1.2(d)显示的双模谐振器采用了并联电容性阶梯阻抗，它的原理是通过增加回路中电容的数值，来降低滤波器的工作频率[9]。
图1.2 新型的双模滤波器 (a)带开环的双模滤波器(b)带电容性负载开环的双模滤波器
(c)带并联集总电容的圆环双模滤波器(d)带并联电容性阶梯阻抗的双模滤波器
在国内，关于双模滤波器的设计研究也有很大的发展。2006年，文献[10]就提出了一种不同于传统结构的平面双模带通滤波器结构，在该结构中，存在两个切角和相互正交的交叉槽线，如图1.3所示。这样的滤波器没有耦合缝隙，是因为采用了直接馈线法。这样的馈线法能减小滤波器的尺寸以及辐射损耗，同时增加了带宽。2007年，文献[11]提出了一种用传输线与微带矩形环谐振器耦合成的双模带阻滤波器，如图1.4所示。在该结构中，通过位于对称线上的小枝节线可以控制两个模式的耦合，当两个模式被激励时，由于它们之间有90度的相位差而形成了一个环路，该环路是用来传输波的。