Теорія акустико-гравітаційних хвиль (АГХ) розглядає вільні хвильові збурення атмосфери в рамках одночастотного підходу. При цьому з теорії випливає можливість виникнення двох окремих типів хвиль з різними власними частотами — акустичних і гравітаційних. У одночастотному підході хвильові флуктуації щільності, температури, швидкості пов’язані між собою через спектральні характеристики хвилі, причому ці зв’язки є незмінними. Однак супутникові спостереження параметрів АГХ не завжди можна пояснити в рамках одночастотного підходу. У даній роботі представлено двочастотний підхід до дослідження АГХ за допомогою моделі двох зв’язаних осциляторів. Показано, що збурені рухи елементарного об’єму середовища відбуваються одночасно на двох власних частотах. У цьому випадку зв’язок між хвильовими флуктуаціями параметрів визначається початковими умовами, які можуть бути довільними. Отримано рішення в дійсних функціях для ізотермічної атмосфери. Досліджено умови, при яких із загального двочастотного розв’язку випливають розв’язки одночастотних АГХ. Чисельно змодельовано вимірювані з супутника хвильові форми АГХ для швидкостей і зміщень в одночастотному і двочастотному режимах. Результати моделювання двочастотних АГХ узгоджуються з даними супутникових вимірювань. Двочастотні АГХ не завжди реалізуються на двох різних частотах. Показано, що при зближенні частот реалізується ефект биття, і дві близькі моди стають нерозрізнюваними. При однаковій довжині хвилі у них однакові середні частоти і однакові фазові швидкості. Головна особливість двочастотного підходу до вивчення АГХ полягає в розширенні зв’язків між хвильовими параметрами середовища. Це дозволяє досягти задовільного узгодження модельних хвильових форм з даними супутникових вимірювань. Таким чином, використання двочастотного розгляду АГХ відкриває нові можливості в інтерпретації експериментальних даних.