La monitorización de Emisión Acústica (AE) se puede utilizar para detectar y localizar daños estructurales, como grietas de fatiga en crecimiento. La precisión en la localización del daño y, en consecuencia, la inferencia de su importancia para la evaluación del daño dependen de las propiedades de propagación de las ondas en términos de velocidad de onda, dispersión, atenuación y conversión de modo de onda. Estos comportamientos se entienden y se tienen en cuenta en estructuras simplistas; sin embargo, las estructuras reales son geométricamente complejas, con componentes que comprenden diferentes materiales. Uno de los principales desafíos en tales escenarios es la capacidad de identificar positivamente los modos de onda y asociar correctamente sus propiedades para el análisis de localización de daños. En este estudio, se presenta un método novedoso para la identificación de modos de onda basado en el análisis de fase y frecuencia instantánea. Se llevaron a cabo simulaciones de Elementos Finitos (FE) y experimentos en una estructura representativa de ala de avión para evaluar el rendimiento de la técnica. Los resultados muestran cómo un análisis de fase obtenido de una Transformada de Hilbert de la señal de onda, en combinación con variaciones de la frecuencia instantánea de la señal de onda, se puede utilizar para determinar la llegada y, por lo tanto, la identificación de los diferentes modos de onda en una estructura compleja. La metodología descrita en este documento se probó en una señal de onda de Prueba de Sensor Automático, Rupturas de Grafito de Lápiz y ventanas de Hanning, y se mostró que la diferencia porcentual está entre el 3% y el 15% para la velocidad de las ondas A y S, respectivamente.