Diseño, simulación y caracterización de una guía de ondas cónica mediante el método de los elementos finitos

Abstract

[ES] Una guía de onda es un dispositivo que permite controlar la directividad de un transductor electroacústico de manera proporcional respecto a la frecuencia en su plano vertical. En el plano horizontal se comporta de manera similar a una bocina de directividad constante. Las guías se utilizan para configurar arreglos de altavoces con gran cantidad de elementos lo cual permite un gran control de la directividad, evitando la interferencia destructiva entre los frentes de ondas. Esto se consigue con diseños en los cuales se modifica la propagación del frente de onda desde la garganta de la guía de onda hasta la salida para reducir las diferencias de camino existentes. De esta manera se igualan los tiempos de llegada en la boca de la guía de onda consiguiendo un frente de onda plano en el rango útil de trabajo de la fuente. En este TFM se propone hacer el diseño y simulación de una guía de ondas y la caracterización de sus propiedades directivas. Para ello se utilizará el método de elementos finitos por medio del módulo de acústica del software COMSOL Multiphysics.

[EN] A waveguide is a device that allows the directivity of an electroacoustic transducer to be controlled proportionally to the frequency in its vertical plane. In the horizontal plane it behaves similarly to a constant directivity horn. Guides are used to configure loudspeaker arrays with a large number of elements, which allows great control of directivity, avoiding destructive interference between wavefronts. This is achieved with designs in which the wavefront propagation from the waveguide throat to the exit is modified to reduce existing path differences. In this way, the arrival times at the mouth of the waveguide are equalized, achieving a flat wavefront in the useful working range of the source. In this TFM it is proposed to make the design and simulation of a waveguide and the characterization of its directive properties. For this, the finite element method will be used through the acoustic module of the COMSOL Multiphysics software.