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Antenne EFHW ou OCFD
Courants de Mode Commun (CMC) : La vérité cachée des antennes EFHW et OCFD
Les antennes filaires multibandes sont le Saint Graal de nombreux radioamateurs : une seule antenne pour couvrir du 80m au 10m, sans pylône complexe ni beam rotative. Deux stars dominent ce marché : la EFHW (End-Fed Half-Wave) et l'OCFD (Off-Center Fed Dipole, souvent appelée Windom).
Sur le papier, elles promettent la même chose : une couverture multibande facile. Mais d'un point de vue électromagnétique, et plus spécifiquement concernant la gestion des Courants de Mode Commun (CMC), elles se comportent de manière radicalement différente.
Cet article explore en profondeur pourquoi l'une est intrinsèquement plus "propre" que l'autre, pourquoi certaines antennes commerciales "magiques" sont des cauchemars pour vos voisins, et comment maîtriser ces courants parasites qui polluent votre station.
"Basé sur l'expertise de RF.Guru"
Cette analyse technique s'appuie sur les données et mesures de Joeri Van Dooren (ON6URE), ingénieur RF spécialisé dans les antennes HF haute performance et les problématiques de compatibilité électromagnétique.
1. Comprendre l'ennemi : Le Courant de Mode Commun (CMC)
Avant de comparer les antennes, il faut comprendre le phénomène physique sous-jacent. C'est souvent la clé manquante pour diagnostiquer une station "bruyante".
Le Câble Coaxial : Un tuyau à trois conducteurs ?
On pense souvent au coaxial comme ayant deux conducteurs : l'âme et la tresse. Électriquement, en HF, il en possède trois grâce à l'effet de peau (skin effect).
- L'extérieur de l'âme centrale.
- L'intérieur de la tresse (blindage).
- L'extérieur de la tresse.
Dans un monde idéal, votre courant RF circule en "mode différentiel" : le courant sur l'âme est égal et opposé au courant sur l'intérieur de la tresse. Les champs magnétiques s'annulent parfaitement, et rien ne sort.
Le troisième conducteur (l'extérieur de la tresse) devrait être libre de tout courant.
La fuite : Quand le courant déborde
Cependant, si l'antenne n'est pas parfaitement symétrique ou si l'impédance force un déséquilibre (comme sur une EFHW), le courant cherche un chemin de retour alternatif. Il "déborde" sur l'extérieur de la tresse.
Ce courant de surface (I3) est le Courant de Mode Commun. Il ne participe pas à la transmission d'énergie vers l'antenne, mais il transforme votre ligne d'alimentation en radiateur involontaire.
Les 3 Péchés Capitaux du CMC
Pourquoi est-ce si grave ? Les conséquences sont triples et dévastatrices pour une station moderne :
- Distorsion du Diagramme de Rayonnement : Votre antenne n'est plus seulement le fil accroché dans l'arbre. C'est le fil + le coax qui descend + la terre de votre maison. Votre belle directivité théorique est détruite, remplacée par un nuage de rayonnement omnidirectionnel et imprévisible.
- RFI (Interférences Domestiques) : Ce câble rayonnant traverse votre mur, passe derrière votre bureau, longe vos câbles Ethernet. Il induit des tensions HF partout. Résultat : déconnexions USB, curseur de souris qui fige, alarmes incendie qui se déclenchent, enceintes PC qui "chantent".
- Le "Noise Floor" (Bruit de Fond) : C'est le point le plus insidieux. Le phénomène est réciproque. Si votre coax peut émettre, il peut recevoir. En agissant comme une antenne long-fil verticale mal placée, il capte tout le "smog" électronique de la maison (CPL, alimentations à découpage chinoises, onduleurs solaires). Vous vous retrouvez avec un bruit de fond à S7 ou S9, rendant le DX impossible, alors que votre antenne "réelle" est peut-être dans une zone calme.
2. Le cas de l'OCFD (Off-Center Fed Dipole)
L'antenne OCFD (type Windom ou Carolina Windom) est alimentée non pas au centre, mais décalée (souvent au tiers).
Une impédance gérable
Bien que l'alimentation soit asymétrique, le point d'alimentation d'une OCFD présente une impédance "modérée" (généralement entre 200Ω et 300Ω).
- Conséquence : La transformation vers les 50Ω du coaxial est moins brutale (balun 4:1 ou 6:1).
- CMC : Comme l'impédance n'est pas extrême, la tendance naturelle à rejeter du courant sur la gaine est présente mais contrôlable.
La gestion du CMC
Parce que le point d'alimentation ne se trouve pas à un nœud de tension extrême, une OCFD bien conçue est plus facile à "calmer".
- Avec un choke 1:1 de qualité (balun de courant) placé au point d'alimentation, on force efficacement le courant à rester dans l'antenne.
- En général, une OCFD rejette naturellement mieux le CMC qu'une EFHW.
"Performance CMC de l'OCFD"
Avec un simple choke 1:1 correct, une OCFD offre typiquement une réduction de 10 à 20 dB des courants de gaine. Les versions optimisées (EFOC) avec double choke peuvent atteindre 20 à 35 dB, rendant l'antenne très "voisin-friendly".
3. Le cas de l'EFHW (End-Fed Half-Wave)
L'antenne EFHW est alimentée à son extrémité. C'est là que les problèmes physiques commencent.
Haute Tension et Haute Impédance : Le Danger Invisible
À l'extrémité d'un demi-onde résonant, nous sommes à un "ventre de tension" et un "nœud de courant".
- Courant : Presque nul.
- Tension : Maximale. Pour 100W, on peut dépasser 1000 Volts RF. Pour 400W, on grimpe à plusieurs kilovolts.
- Impédance : Énorme, typiquement entre 2500Ω et 5000Ω.
C'est cette haute impédance qui dicte l'usage d'un transformateur à fort rapport (49:1 ou 64:1). Mais attention : ce transformateur est soumis à un stress diélectrique intense. Un condensateur de compensation sous-dimensionné ou un fil émaillé trop fin peut entraîner des arcs internes, carbonisant le balun en quelques secondes de transmission (surtout en modes numériques à rapport cyclique élevé comme le FT8).
Le mythe du "Sans Contrepoids"
C'est ici que le marketing se heurte aux lois de Kirchhoff. Aucun circuit électrique ne fonctionne avec un seul fil. Le courant qui "entre" dans l'antenne doit avoir une référence, un "poussé-tiré".
Dans une antenne alimentée au centre (dipôle), le bras gauche sert de contrepoids au bras droit. L'équilibre est naturel.
Dans une EFHW, il n'y a "rien" de l'autre côté... sauf votre câble coaxial.
Le câble coaxial FAIT PARTIE de l'antenne.
Il ne sert pas juste à transporter l'énergie ; il agit comme la "moitié manquante" (le contrepoids) nécessaire pour que le transformateur ait une référence de terre contre laquelle "pousser" la haute tension dans le fil.
- Conséquence immédiate : Par conception, une EFHW veut et doit pousser du courant sur la gaine du coax pour fonctionner. C'est intrinsèque à son design.
- Si vous bloquez totalement ce courant au niveau exact du transformateur (avec un choke parfait collé au boîtier), l'antenne perd son efficacité, le SWR s'envole, et le transformateur surchauffe car il n'a plus de référence.
Le problème "8010" (L'arnaque marketing ?)
Le marché a vu fleurir des antennes EFHW vendues comme "80m-10m sans tuner" (les fameuses "8010").
À l'origine, l'EFHW était une antenne monobande ou bi-bande simple. Dans cette configuration, on pouvait gérer le contrepoids avec un petit fil de 1m ou 2m.
Mais pour couvrir du 80m au 10m sans tuner, les fabricants font des compromis énormes. Ils savent que sur certaines bandes, l'antenne ne sera pas résonante. Comment font-ils pour afficher un SWR < 2:1 ?
Ils utilisent les pertes.
En utilisant un câble coaxial long sans choke, ils permettent au courant de gaine de dissiper l'énergie désadaptée. Votre SWR est bon au niveau du poste, mais c'est parce que votre câble a transformé l'énergie en chaleur ou en rayonnement parasite avant qu'elle ne revienne au SWR-mètre. C'est une "charge fictive rayonnante".
"Réalité technique de l'EFHW Large Bande"
Une EFHW "8010" commerciale sans mitigation spécifique a une réjection CMC proche de 0 dB. Votre coaxial rayonne presque autant que l'antenne elle-même. C'est souvent la cause n°1 des plaintes de voisinage et des retours RF qui brûlent les lèvres sur le micro.
4. Comparatif : EFHW vs OCFD vs TermiLoop
Voici un résumé des comportements CMC typiques, basé sur les mesures :