在海洋中利用水下电场进行地质勘探、管道检测、水下目标探测、水下兵器引信、舰船通信等,对海洋经济发展具有重大意义。其中海洋电场探测电极作为核心组件,具有重要的研究价值。同时海洋外场的探测较为复杂,国内对制备的电极进行外场探测的讨论研究还较少。针对这些问题,本文主要的研究工作如下:采用浓硝酸氧化+接枝-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷（KH-792）的改性方法制备了一种新型碳纤维海洋电场电极,改进了碳纤维作为电场探测电极低频电场响应能力差、无法快速稳定的问题。通过表征手段研究了改性前后电极表面形貌及官能团变化。结果表明,浓硝酸氧化能够加深碳纤维表面的粗糙程度并增大表面积;而接枝KH-792则为改性碳纤维表面引入了氮氧官能团,从而提高了表面活性。在此基础上,探索了碳纤维电极的电化学性能以及电场响应性能在改性前后的变化。电场响应测试结果表明改性电极对的低频容抗现象改善,且不需要额外的稳定时间就能够正确响应低频小信号。对电场强度为6.2m V/m的发射信号,在频率1m Hz和10m Hz下,改性碳纤维电极对响应失真度分别为37.638%和12.246%,能响应完整的低频信号。对多边界、分层的海洋电场建立了基于有限元的仿真模型,研究了复杂海洋环境中的电场传播特性。通过建立外场试验平台,对有限元仿真模型进行了验证,证实了基于有限元的仿真模型的准确性。通过使用该模型研究了海洋电场在辐射场中的传播特性,并进一步考察了测量电极对电场探测的影响,场源、环境参数对电场传播的影响,为探测电极在实际海测中提供指导。