Le dipôle multibande alimenté hors centre
Parmi les antennes filaires utilisées par les radioamateurs, la Windom occupe une place particulière. À première vue, elle ressemble beaucoup à un dipôle : deux fils tendus horizontalement, en V inversé ou selon la configuration permise par le terrain. Mais une différence essentielle saute rapidement aux yeux : le point d’alimentation n’est pas situé au centre.
Cette particularité permet à la Windom, et surtout à sa version moderne appelée OCF Dipole (Off-Center-Fed Dipole), de fonctionner sur plusieurs bandes radioamateurs avec un seul fil et généralement sans système d’accord compliqué.
De la Windom historique à l’OCF moderne
L’antenne Windom originale remonte aux années 1920 et doit son nom au radioamateur américain Loren G. Windom, W8GZ. Son principe consistait à alimenter un fil demi-onde en un point décalé du centre à l’aide d’un conducteur unique.
Aujourd’hui, lorsque l’on parle de « Windom », on désigne généralement une version différente : le dipôle alimenté hors centre, ou OCF Dipole. Celui-ci est alimenté par un câble coaxial et utilise un balun permettant d’adapter l’impédance relativement élevée rencontrée au point d’alimentation aux 50 Ω de nos émetteurs-récepteurs.
Le terme Windom reste néanmoins très largement utilisé dans le monde radioamateur.
Le principe : déplacer le point d’alimentation
Dans un dipôle demi-onde classique, l’alimentation se trouve au centre. À la fréquence fondamentale, l’impédance rencontrée est généralement voisine de 50 à 75 Ω selon la hauteur et l’environnement.
La Windom adopte une autre stratégie.
Le point d’alimentation est déplacé, typiquement aux environs de un tiers de la longueur totale. On rencontre par exemple des répartitions proches de :
33 % / 67 %
ou
37 % / 63 %.
Pourquoi compliquer ainsi une antenne qui fonctionnait très bien au centre ?
Parce qu’en choisissant correctement ce point, on obtient sur plusieurs harmoniques des impédances qui restent suffisamment raisonnables pour permettre leur adaptation à un câble coaxial.
C’est précisément ce qui donne à la Windom son caractère multibande.
Quelle longueur pour une Windom ?
Comme pour un dipôle, la longueur totale est approximativement celle d’une demi-onde sur la bande la plus basse.
Une formule pratique est :
![\[L(m) \approx \frac{143}{F(MHz)}\]](https://www.f5kee.fr/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f80d5f6893d6b09624c2a8cc97cff2a4_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Pour une antenne prévue à partir de la bande des 80 mètres, autour de 3,6 MHz :
![\[L \approx \frac{143}{3,6} \approx 39,7\ m\]](https://www.f5kee.fr/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-66cf6cec75ebbf6c9fdbe370ed4ae5ba_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
On obtient donc une antenne d’environ 40 mètres de longueur totale.
Avec une répartition 1/3 – 2/3, cela donnerait approximativement :
- brin court : 13,2 m ;
- brin long : 26,5 m.
Ces dimensions constituent uniquement un point de départ. La hauteur, la proximité du sol, des bâtiments, des arbres ou d’éléments métalliques modifient la résonance. Une mise au point sur place reste indispensable.
Pourquoi faut-il un balun ?
Au point d’alimentation décentré, nous ne retrouvons plus l’impédance relativement faible du centre d’un dipôle.
Selon la fréquence, la géométrie et l’environnement, elle peut atteindre plusieurs centaines d’ohms.
C’est pourquoi les Windom modernes utilisent couramment un balun 4:1, parfois un 6:1 selon la conception retenue.
Avec un rapport d’impédance de 4:1, une impédance de 200 Ω est ramenée théoriquement vers :
![\[\frac{200}{4}=50\ \Omega\]](https://www.f5kee.fr/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-9b0fe84c7a9bebd6dcb46d4cfd96ab20_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Il ne faut toutefois pas considérer qu’une Windom présente exactement 200 Ω sur toutes ses bandes. L’impédance varie fortement avec la fréquence.
Le balun constitue donc un compromis permettant d’obtenir des valeurs exploitables sur plusieurs bandes, et non une adaptation parfaite et universelle.
Une antenne réellement multibande ?
C’est son principal intérêt.
Une Windom conçue pour le 80 mètres peut généralement être utilisée sur plusieurs bandes supérieures, notamment 40, 20 et 10 mètres, avec des résultats dépendant fortement des dimensions et du rapport choisi entre les deux brins.
Certaines configurations permettent également l’utilisation d’autres bandes, mais il faut se méfier d’une affirmation parfois rencontrée : « une Windom fonctionne partout sans boîte d’accord ».
Ce n’est pas toujours vrai.
Sur certaines bandes, le ROS peut être suffisamment faible pour raccorder directement le transceiver. Sur d’autres, le coupleur automatique interne du poste suffira. Enfin, certaines fréquences pourront nécessiter une boîte d’accord offrant une plage plus importante.
La Windom doit donc plutôt être considérée comme une antenne multibande naturellement favorable à plusieurs bandes.
Attention aux courants de mode commun
L’alimentation hors centre introduit un problème important : le système est fortement dissymétrique.
Le coaxial peut alors participer au fonctionnement de l’antenne. Des courants HF circulent sur la face extérieure de sa tresse et la ligne d’alimentation devient elle-même une partie du système rayonnant.
Les conséquences peuvent être nombreuses :
- retour HF dans la station ;
- perturbations d’équipements électroniques ;
- modification du diagramme de rayonnement ;
- ROS influencé par la longueur du coaxial ;
- comportement différent lorsque l’on déplace le câble.
L’emploi d’un balun correctement réalisé et présentant une bonne réjection du mode commun est donc particulièrement important. Selon les installations, l’ajout d’un choke 1:1 peut également améliorer nettement le comportement de l’ensemble.
Comment installer une Windom ?
L’idéal reste de placer l’antenne aussi haut et aussi dégagée que possible.
Elle peut être installée horizontalement entre deux supports, mais la configuration en V inversé est souvent plus facile à réaliser. Le balun est alors placé au sommet d’un mât et les deux brins descendent de chaque côté.
Une autre possibilité consiste à installer les fils avec une certaine pente lorsque le terrain ne permet pas une disposition parfaitement symétrique.
Comme toujours avec une antenne HF, il faut éloigner autant que possible les fils des gouttières, structures métalliques, lignes électriques et bâtiments.
La dissymétrie mécanique n’est pas forcément catastrophique, mais elle peut modifier les fréquences de résonance et donc nécessiter une nouvelle mise au point.
Windom ou dipôle classique ?
Le dipôle classique possède un avantage considérable : sa simplicité. Il est facile à calculer, facile à construire et son fonctionnement est parfaitement prévisible lorsqu’il est utilisé sur sa bande fondamentale.
La Windom accepte davantage de compromis en échange d’un avantage particulièrement intéressant : le multibande avec une seule descente coaxiale.
Pour un radioamateur disposant de la place nécessaire à une quarantaine de mètres de fil mais ne souhaitant pas installer plusieurs dipôles, elle constitue donc une solution séduisante.
Elle convient particulièrement bien à une station souhaitant utiliser régulièrement les bandes HF sans transformer le jardin en forêt d’antennes.
Et le ROS dans tout cela ?
Comme pour toutes les antennes, il ne faut pas chercher aveuglément un ROS de 1:1.
Un ROS de 1,5:1 ou même légèrement supérieur ne signifie pas que l’antenne fonctionne mal. L’objectif est surtout de conserver une adaptation raisonnable, de limiter les pertes dans la ligne et de permettre à l’émetteur de délivrer correctement sa puissance.
Une mesure au NanoVNA est particulièrement intéressante avec une Windom : un balayage de l’ensemble des bandes HF permet immédiatement d’observer ses différentes zones de résonance.
C’est également un excellent moyen de comprendre pourquoi cette antenne peut fonctionner sur plusieurs bandes.
Ce qu’il faut retenir
La Windom moderne, ou OCF Dipole, est finalement un dipôle dont on a volontairement déplacé le point d’alimentation. Ce choix permet d’obtenir des impédances exploitables sur plusieurs bandes harmoniques et donc de réaliser une antenne HF multibande relativement simple.
Avec environ 40 mètres de fil, un balun adapté et une seule descente coaxiale, une Windom destinée au 80 mètres peut offrir une couverture intéressante de plusieurs bandes décamétriques.
Elle n’est cependant pas une antenne miracle : le choix du point d’alimentation, la qualité du balun, la hauteur, l’environnement et les courants de mode commun jouent un rôle déterminant.
Mais pour celui qui cherche une antenne filaire multibande simple, économique et réalisable avec quelques dizaines de mètres de fil, la Windom reste, près d’un siècle après son apparition, une solution particulièrement intéressante.
