针对平衡滤波器小型化和高选择的应用需求，提出两种新型的多层双模基片集成波导平衡带通滤波器。首先详细分析了基于平衡端口馈电的双模基片集成波导谐振器的特性；然后根据谐振模式分布特性，设计了一种输入输出馈线同时在上层双模谐振器上的四阶平衡带通滤波器，下层双模谐振器通过十字交叉槽线结构与上层谐振器耦合，可以实现三个传输零点；又提出一种输入和输出馈线分别在上层和下层双模谐振器上的四阶平衡带通滤波器，上层和下层谐振器通过一个槽线进行耦合，可以实现两个对称的传输零点。基于提出的两种平衡滤波器结构，分别设计了一个中心频率为10 GHz的平衡带通滤波器，并进行加工和测试。测试和仿真结果一致性较好，表明了该结构可以实现小型化和高选择，并且具有很好的共模抑制特性。

针对高性能交叉耦合基片集成波导带通滤波器的应用，提出一种新型负耦合结构，该耦合结构由两个短路耦合线设计实现，并详细分析了其特性，能够实现较弱或较强的负耦合。总结了基于特征多项式的耦合矩阵综合优化方法，并通过两个滤波器的设计进行说明。基于综合得到的两个耦合矩阵，设计了两个中心频率为10 GHz的四阶交叉耦合基片集成波导带通滤波器，第一个滤波器的归一化相对带宽为3%，负耦合结构提供交叉耦合，用于说明该耦合结构提供相对较弱的耦合强度；第二个滤波器的相对带宽为8%，负耦合结构提供主耦合，用于说明该耦合结构提供较强的负耦合强度。为了验证滤波器的实际性能，对这两款滤波器进行了加工和测试。测试和仿真结果一致性较好，表明了该负耦合结构用于高性能交叉耦合基片集成波导滤波器设计的可行性。最后讨论了弱色散交叉耦合对传输零点位置的影响。