输出功率谱均匀和功率足够大的宽带毫米波噪声源在噪声系数测量、微波辐射计校准、雷达抗干扰测试等诸多领域均有重要应用,为此,基于电学或光学的一些方法被相继提出。基于电学方法产生毫米波宽带噪声会受电子设备带宽的限制。与电学方法相比,光学方法更容易获得更高频段的毫米波信号,如在微波光子学中,利用两相干的、窄线宽激光,可产生低相噪的单频毫米波。然而,如何利用光学方法来产生宽带平坦的毫米波信号仍然是一个不小的挑战。本文借鉴微波光子学思路,提出了利用多束非相干光混频产生平坦毫米波噪声的方法,对比分析了两束非相干光混频产生毫米波噪声的实验结果。本文主要研究内容如下:（1）理论分析宽带噪声光谱直接产生毫米波噪声和两束非相干光混频产生毫米波噪声的基础上,推导出多束非相干光混频产生平坦毫米波噪声,分别确定光谱噪声中心波长差与电噪声的中心频率的关系和所产生电噪声的带宽与噪声光谱宽度的关系,最终推导出所需要产生光谱的中心波长和光谱宽度。为了定量地分析输出毫米波电噪声的质量,提出了相对平坦度的概念,定义了在一定频率范围内所产生噪声的功率起伏与其平均功率之比。（2）实验验证了基于超辐射发光二极管的毫米波噪声产生的方法。实验结果表明,宽带噪声光谱直接产生毫米波噪声的方法,能够产生平坦的毫米波电噪声,但其功率水平较低,通过计算,获得的相对平坦度为0.52（35±15 GHz）。基于两束非相干光混频产生毫米波噪声的方法,虽然产生功率水平较高的电噪声,但其平坦度较差,计算出其相对平坦度为0.65（35±15 GHz）。（3）以双光混频为基础,克服平坦度较差的困境,提出了多束非相干光混频产生平坦毫米波噪声的方法,实验结果表明,相比于双光混频的方法,利用多束非相干光混频的方法能够产生平坦毫米波电噪声,相对平坦度改善了约为0.17（35±15 GHz）,从而提升的所产生毫米波电噪声的质量。（4）在毫米波频段内,验证所提出方法的有效性。实验结果表明,该方法能够在F波段内（90～140 GHz）产生平坦的毫米波噪声。通过计算得到其绝对平坦度和相对平坦度分别为8.7 d B和0.33（115±25 GHz）,相比于双光混频的结果,该方法所得到的相对平坦度改善了约为0.42（115±25 GHz）。