L’obiettivo della attività consiste nella identificazione delle caratteristiche trasmissive di accoppiatori di segnale per linee a media tensione nelle bande di frequenza di interesse per la comunicazione PLC. L’attività è consistita in: • analisi della normativa esistente, • ricerca dei dispositivi presenti sul mercato, • selezione tra questi di quelli particolarmente promettenti dal punto di vista delle prestazioni e delle soluzioni innovative adottate, • caratterizzazione attraverso misure di laboratorio, • costruzione di modelli circuitali utilizzabili per la simulazione del loro comportamento, • validazione, per confronto con le misure di laboratorio, dei modelli individuati. Le due tipologie di accoppiatori analizzati sono rispettivamente quelli capacitivi, di diretta derivazione dagli elementi di accoppiamento per i segnali ad onde convogliate sviluppati per le linee ad alta tensione, e quelli induttivi, di recente introduzione. Si è scelto inoltre di focalizzare l’attenzione sulla caratterizzazione di dispositivi in alta frequenza (fino a 30 MHz), dove entrano in gioco parametri trasmissivi non rilevanti alle frequenze più basse. Per l’accoppiamento capacitivo è stato selezionato un dispositivo di mercato, a larga banda, per connessione fase- terra. Il dispositivo incorpora tutti gli elementi per la connessione alla linea MT del segnale PLC. Si tratta di un dispositivo industrializzato che era già stato sottoposto a prove di verifica della sicurezza e quindi considerato adeguato per l’installazione. In questo caso le misure sono state effettuate secondo più modalità. La prima modalità che si è adottata è quella derivata dalla normativa degli elementi di accoppiamento per onde convogliate. I metodi adottati per la caratterizzazione sono stati definiti interpretando ed adattando quelli riportati dalla normativa al caso di un dispositivo che ingloba sia il condensatore di accoppiamento che il circuito di adattamento. La seconda modalità adottata è derivata dalle tecniche di identificazione proprie delle comunicazioni che considerano la propagazione e le riflessioni di onde elettromagnetiche. L’adozione di questa tecnica diventa particolarmente vincolante al crescere della frequenza per il conseguente aumento di influenza di capacità ed induttanze parassite e per le conseguenti difficoltà di definizione del set up di misura.

Per l’accoppiamento induttivo si è scelta la soluzione di accoppiamento induttivo non intrusivo, o isolato, particolarmente interessante per la semplicità di installazione. E’ stato inoltre selezionato un dispositivo sviluppato con tecniche costruttive e materiali di caratteristiche particolarmente interessanti per l’assenza di surriscaldamenti e la considerevole robustezza e compattezza. Va detto che la soluzione di accoppiamento induttivo isolato non è al momento coperta dalla normativa e, a dispetto della sua semplicità, non risulta di agevole identificazione. L’elemento critico in questo caso è costituito dal fatto che non è definibile, e quindi caratterizzabile, in modo univoco l’accoppiatore in sè, in quanto viene a far parte dell’accoppiamento anche il cavo su cui viene realizzato l’accoppiamento e significativa influenza esercita anche la modalità di installazione sul cavo. Come tecnica di identificazione si è adottata quella basata sulla misura dei parametri “S” (parametri di scattering). Con questa tecnica si misurano onde di tensione incidenti e riflesse alle porte della rete da caratterizzare, il che risulta particolarmente conveniente alle alte frequenze. L’identificazione del modello circuitale equivalente è stata fatta per un sistema accoppiato su un cavo scelto tra quelli normalizzati per la realizzazione di reti di distribuzione a media tensione. Una prima fase è consistita nella caratterizzazione complessiva di tutto il sistema costituito da un tronco di cavo con due accoppiatori. La modellazione di tutto l’insieme si è rivelata tuttavia troppo complessa per l’elevato numero di parametri incogniti da identificare. Si è proceduto quindi a suddividere il sistema nei suoi componenti elementari (cavo, spira di accoppiamento del segnale, collegamento a terra degli schermi del cavo) e ad identificare i parametri circuitali elettrici e magnetici passo passo. Ottenuto un buon accordo tra misure sulle singole parti in assetti ben definiti e la loro modellazione si è proceduto ad assemblare alla fine il modello complessivo del sistema. Come ultimo passo si è verificata la corrispondenza del comportamento effettivo di un sistema cavo-accoppiatori con la previsione del modello, ottenendo una buona rispondenza. Questa ultima fase ha evidenziato anche la rilevanza del montaggio sulla risposta in frequenza del sistema di accoppiamento, in particolare la connessione a terra dello schermo.