高能粒子探测器(HEPP)是一个用于研究辐射带中高能带电粒子异常和地震电磁现象关联性的空间探测器，安装在中国电磁监测试验卫星(CSES)上，预计于2016年发射。HEPP的主要功能是测量高能带电粒子的空间分布，投掷角分布，能谱分布随时间的演化以及通量的变化，并实现电子和质子的粒子种类鉴别。HEPP探头部分由一个低能段载荷(HEPP-L)，一个高能段载荷(HEPP-H)，和一个太阳X射线监测器(HEPP-X)组成。其中，HEPP-L对电子和质子的探测能区分别是0.1-3MeV和2MeV-20MeV，HEPP-H的探测能区分别是2-50MeV（电子）和15-200MeV（质子）。　　本文第一章讲述了地震电磁探测的理论及实验研究背景，以及与之相关的星载带电粒子探测器的国内外研究现状。第二章中介绍了带电粒子探测的原理，以及高能粒子探测器的物理目标和设计方案。第三、四、五章是HEPP各部分子探测器（望远镜系统，量能器，反符合探测器）的模拟及实验研究。　　模拟部分:　　1.我们分析了望远镜系统对于带电粒子的角度测量，能量测量和粒子鉴别的具体情况。　　角度测量:我们发现HEPP-L望远镜方案中的双面读出硅条探测器可用于质子的角度测量，但不适用于低能电子，这是由于后者的散射较为严重难以得到无偏的重建角度，因此我们设计了HEPP-L的准直筒方案实现此性能;　　能量测量:通过模拟估算了能区内电子和质子在硅探测器中产生的电荷量范围，为前端电子学的动态范围提供了参考值。　　粒子鉴别:利用△E-E原理对低能段内电子和质子的粒子鉴别效率可达90％以上。　　2.在量能器的设计中，我们将质子的射程和电子在几种闪烁体中能谱组份的差别分别作为量能器厚度和材料的部分设计依据，模拟分析表明:电子在塑料闪烁体（低Z材料）中的反散射，韧致辐射明显小于高Z材料，有利于抑制电子能谱中的低能拖尾部分，获得更高的全能峰效率。　　3.对反符合探测器的必要性，作用效果，偶然符合率等进行了模拟和分析。分析表明反符合探测器对于HEPP-L类型的探测器是必要的，它可以有效地排除视场内发生能量泄露，能量超出，以及非视场内的事例，提高电子的全能峰效率，而且这种反符合探测器所引起的偶然符合率在空间流强为105cm-2s-1时小于10％的触发率。　　实验部分:　　1.在量能器性能测量中，我们利用模拟和实验相结合的方式，以能量分辨为参数，通过理想康普顿平台卷积系统函数后的能谱拟合实验数据时，得到被测塑料闪烁体的能量分辨仅为～49％@478keV电子，而这样的能量分辨不能满足能区内能量分辨小于10％的设计指标，因此综合考虑，我们将HEPP-H量能器的第一层选为3cm厚的塑料闪烁体以降低电子的反散射，主体部分选用CsI(Tl)。　　2.考虑到空间探测器对低重量，抗振，抗磁场，小体积等方面的要求，我们也研究了采用雪崩二极管(APD)替代PMT作为闪烁体光读出器件的可能性。测试中选用了两种型号（S1315和S8664）的APD，结果表明这两种APD需匹配合适的前放电子学，此时本征增益相对较高的S1315和CsI(Tl)耦合时所测得的能量分辨较高，为11.45％@662keVγ射线。　　3.在反符合探测器探测效率的对比实验中，我们发现塑料闪烁体分别耦合APD和PMT时对宇宙线的探测器效率均可以达到～98％，但前者的输出信噪比较差，易受温度影响，需要采用温控电路等方式降低暗电流以改善这种情况。　　第六章是基于各向同性流强假设的探测器几何因子计算方法以及这种方法在满足高量程计数率测量的复合窗结构设计中的应用。　　最后作者给出了论文的主要结论，并展望了未来工作的方向。