近年来，随着核技术的不断发展，核技术在核能发电、工业、农业以及医学等领域均得到了广泛应用。与此同时，核安全一直是为人们所关注的话题。为了提高核事故发生后的应急能力，就需要研发出更多新型、高效的核辐射监测设备。　　本课题组针对国内外现有的几种监测方式所存在的一些不足，充分发挥本校航空航天特色学科的优势，将传统的核辐射监测设备与小型无人旋翼机相结合，研发出了一套小型无人旋翼机机载辐射监测系统。本文围绕系统研发过程中所涉及的关键硬件电路设计、FPGA控制逻辑设计以及系统性能测试这几方面的内容展开研究。　　（1）在制定系统的总体设计方案基础上，按功能的不同，对系统进行了模块划分，并利用Cadence软件对其中的电源模块、GM管剂量率模块以及数据采集模块等关键模块进行了原理图及布局布线设计。在设计过程中，对电源纹波的控制、高压电路的设计以及提高电路抗干扰能力等关键技术问题进行了较为详细的研究，并给出了相应的解决方法。测试结果显示，硬件电路达到了设计要求。　　（2）介绍了基于FPGA的系统总体逻辑设计，并将整个系统划分为剂量率模块、传感器模块以及串口通信模块等多个功能模块，逐个实现不同模块的功能，对设计过程中的一些关键问题进行了探讨。借助于 ModelSim仿真软件对完成的设计进行了仿真，仿真测试结果显示，模块的控制逻辑正常。最后，PC端的调试界面显示的结果表明，几路数据均可被成功采集并发送至PC模块。　　（3）阐述了系统剂量率模块功能实现过程中所涉及的原理及方法，并对剂量率测量准确度进行了测试。对系统灵敏度测试必要性进行了详细讨论，并采用了MCNP模拟与实验相结合的方法，最终得到了不同源条件下活度与最大可探测距离之间的函数关系。最后进行了户外实际飞行测试，测试了系统的整体性能状况。各项测试结果表明，系统在剂量率测量、能谱测量和无线数据传输等方面的功能均正常，达到了系统的设计要求。　　本文的研究工作对整套监测系统功能的实现具有重要意义。在本文研究工作的基础上，结合相应的算法，可以进一步提升系统的性能。该监测系统未来可用于日常的辐射环境监测以及丢失放射源的搜寻。