荷电粒子探测器（CPD）用来探测空间中的带电粒子。它可以研究空间辐射环境,为载人航天的飞行安全提供重要保障;同时,也可以为减缓卫星器件的辐照老化采取相应的屏蔽措施提供依据,避免过设计或漏设计造成的损失;还可以用来探测空间中带电粒子的种类及通量,为空间自然灾害提供预警。因此,大力发展荷电粒子探测器的研究具有非常重要的意义。本文选用塑料闪烁体耦合硅光电倍增管（SiPM）的方式探测带电粒子,为了提高探测器的探测效率,研究的主要内容包括:1.设计探头及测试系统。重点介绍了探头的设计,主要包括塑料闪烁体,SiPM及其组装。为了提高探测效率,从耐辐照、发光效率和与光电器件光谱匹配等角度出发考虑闪烁体的选择;从尺寸、工作电压、增益及光子探测效率等角度出发考虑光电器件的选择。简要介绍了电子学的设计及测试系统的搭建。2.探究温度和偏压对SiPM增益的影响,并设计温度补偿系统。通过研究不同温度和偏压下CPD对放射源的响应来探究温度和偏压对SiPM的影响。实验表明,温度越高,SiPM的增益越小;偏压越高,SiPM的增益越大。为了避免探测器在空间运行中温度变化对其性能的影响,一方面采用外界手段来保证探测器的最佳工作温度,另一方面根据温度和偏压对SiPM增益的影响设计温度补偿系统,提高探测器在不同温度下对带电粒子探测的准确性及探测效率等性能。3.研究设计的CPD对不同粒子的探测性能。采用CPD对不同类型的放射源、电子束和质子束进行测试,分析其对不同粒子的能量响应、信号幅度与能量（E-C）的关系、能量分辨率及探测效率等性能。测试结果表明:CPD对电子的能量响应最优,在可测能区范围内,探测效率可达100%;对质子的响应次之;对γ射线的响应最差,在可测能区范围内,探测效率<12.9%。通过实验验证,设计的荷电粒子探测器满足对带电粒子有较高探测效率同时对非带电粒子有较低探测效率的应用要求。