Diseño y desarrollo de sistemas de comunicación acústicos submarinos basados en tecnologías de antenas inteligentes

[SPA] Esta Tesis Doctoral aborda el problema del direccionamiento acústico eficiente en medios complejos, como el aire y el agua, proponiendo como solución el análisis y desarrollo de antenas acústicas de ondas de fuga (ALWA) que permiten escanear el espacio angular mediante la variación de frecuencia, sin necesidad de emplear múltiples elementos activos ni mecanismos móviles. Frente a los sistemas tradicionales, que requieren configuraciones multicanal y elevado procesamiento, las ALWAs presentan una alternativa más compacta, eficiente y de bajo consumo. A lo largo de esta tesis se diseñan y simulan diferentes configuraciones de antenas, tanto uniformes como moduladas, empleando herramientas numéricas basadas en el Método de Elementos Finitos (FEM). Asimismo, se propone un nuevo diseño funcional en entorno subacuático, compuesto por una estructura axisimétrica con guías de titanio y anillos de bismuto flexibles, que logra un acoplamiento efectivo entre la estructura y el medio. Los resultados obtenidos demuestran la capacidad de estos dispositivos para generar radiación direccional controlada, validando su potencial para aplicaciones emergentes como el posicionamiento, la comunicación submarina o el desarrollo de sistemas acústicos compactos y autónomos.[ENG] This doctoral thesis addresses the problem of efficient acoustic steering in complex media, such as air and water, proposing as a solution the analysis and development of acoustic leaky wave antennas (ALWAs) that allow angular space to be scanned by varying the frequency, without the need for multiple active elements or moving mechanisms. Compared to traditional systems, which require multi-channel configurations and high processing power, ALWAs offer a more compact, efficient, and low-power alternative. Throughout the work, different antenna configurations, both uniform and modulated, are designed and simulated using numerical tools based on the Finite Element Method (FEM). A new functional design for underwater environments is also proposed, consisting of an axisymmetric structure with titanium guides and bismuth rings, which achieves effective coupling between the structure and the medium. The results obtained demonstrate the ability of these devices to generate controlled directional radiation, validating their potential for emerging applications such as positioning, underwater communication, or the development of compact and autonomous acoustic systems.

Author

• Fernández Garrido, Alejandro

• Antenas acústicas de ondas de fuga (ALWA)
• Método de Elementos Finitos (FEM)
• Estructura axisimétrica
• Direccionamiento acústico

Identifier

hdl:10317/21508

OAI identifier oai:identifier

oai:repositorio.upct.es:10317/21508