建立了双平衡式外差探测IQ解调的数学模型，通过旋转λ/4波片来改变IQ信号间的相位差。从本振光强度过剩噪声、散粒噪声和热噪声三个方面对平衡式外差探测系统的信噪比(SNR)进行了仿真。仿真结果表明，当旋转λ/2波片使分束比在(0~0.272)和(0.728~1)范围内时，单源探测信噪比比平衡式探测的信噪比高；而分束比在(0.272~0.728)时平衡式探测的信噪比高于单源探测。搭建了2 μm双平衡式外差探测实验系统，当分束比为0.5时，平衡式外差探测的信噪比比单源外差探测的信噪比提高10 dB以上