水下拖曳系统因具有较高的可靠性和易回收特性被广泛用于水下勘探、环境监测、援潜救生、目标搜索等方面。而这些应用需要高效可靠的水下通信技术支持,以实现观测数据的实时回收及控制指令的及时传达。因此研究实时高效的水下通信方法,对发展水下拖曳系统具有重要意义。水下拖缆电磁信号传输方法,以具有传导特性的电磁信号作为信息传输载体,裸露的拖曳钢缆和水组成的闭合回路作为信道,具有传输速率高、开发成本低、操作简单和保密性好等优点。然而,水下拖缆电磁传输信道的多径时延、水下环境中的人为噪声和自然噪声干扰等严重影响了信道中电磁通信技术的研究与开发。因此,本文主要研究了电磁信号在水下拖缆信道中传输和通信等问题,以期实现电磁信号在水下拖缆信道中的高效传输。本文的主要工作包括:（1）基于等效传输线理论建立了水下拖缆同轴传输线的动态模型;然后根据水下电磁波的传输特性,得到水的电学模型,并利用COMSOL有限元仿真软件分析得到水的阻力系数;通过将水下拖缆同轴传输线模型和水的电学模型级联,建立了水下拖缆电磁传输信道模型。通过计算接收端采样电阻上的信号电压幅值,分析了水的电导率、钢缆入水长度、信号频率和钢缆电导率对接收信号电压幅值的影响,揭露了电磁信号在水下拖缆电磁信道中传输的衰减特性。（2）研究了水下拖缆信道的窄带宽低通滤波器特性,得到传输距离和传输频带的关系;然后研究了拖缆入水长度动态变化过程中信道对幅值和相位的影响,提出单载波振幅键控调制（ASK）和相移键控调制（PSK）不适合作为水下拖缆电磁信道的数字通信方式。借助COMSOL有限元软件模拟出电信号在水中的电流密度分布形式,建立了信道多径传输数学模型,完成了水信道多径传输模型的参数计算。最后,针对水下电磁传输过程中的噪声干扰,分析了人为噪声和自然噪声干扰特性,建立了信道的噪声干扰模型。（3）针对水下钢缆信道中电磁传输特性,分析了基于OFDM的水下数据电磁通信方法的具体实现过程,搭建了基于电磁信道的仿真通信系统,研究了不同调制方式和不同信道参数时,接收信噪比和误码率的关系,提出了适用于时变型水下拖缆电磁信道的数字调制方式。对比分析了多载波OFDM通信系统和单载波FSK通信系统在500m水下拖缆电磁信道中的性能,设计了基于FSK的数字信号调制解调的硬件电路模块,实现水下拖缆电磁信号的单载波FSK调制解调功能。（4）以水文缆道作为水下拖曳系统的特例,搭建了基于水文缆道结构的电磁通信实验平台。研究了基于单载波FSK的通信实验和基于多载波OFDM的通信实验,实验验证水下拖缆电磁通信方法的可靠性,钢缆入水长度为0-6m,单载波传输速率为2400bps时,平均误码率为7.02×10^-3,多载波传输速率为12kbps时,平均误码率为4.35×10^-4,所以,OFDM通信系统应用于水下拖缆信道时,传输速率提高的同时准确性也有很大程度的提升。