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Ein '''Transponder''' ist ein [[Funktechnik|Funk]]-Kommunikationsgerät, das eingehende [[Funksignal|Signale]] aufnimmt und automatisch beantwortet bzw. weiterleitet. Der Begriff Transponder ist ein [[Kofferwort]] aus den Begriffen ''[[Sendeanlage|Transmitter]]'' und ''[[Responder]]''.

== Passive Transponder ==
Unter ''passiven'' Transpondern versteht man Systeme, die die zur Kommunikation und zur Abarbeitung interner Prozesse benötigte Energie ausschließlich aus dem [[elektromagnetisches Feld|Feld]] der Sende-/Empfangseinheit beziehen. Passive Transponder benötigen keine eigene Stromversorgung, können aber nur auf kurze Distanzen arbeiten.

Bekannteste Bauart ist die ''Radio Frequency Identification'' [[RFID]].
Typische Anwendungen: Identifizierung von Objekten, Haustierregistrierungs-Chips oder Chipkarten und [[Fob]]s für ein Zugangs-Kontrollsystem. Ein aktiver [[Sensor]] (in Verbindung mit dem Computer) liest und [[Decoder|decodiert]] die Daten, die der passive Transponder sendet.

== Aktive Transponder ==
''Aktive'' Systeme verfügen über eine eigene Energieversorgung. Entweder haben sie eine eingebaute [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]] oder werden an ein externes [[Stromnetz]] angeschlossen. Dadurch sind nicht nur größere Kommunikationsreichweiten möglich, auch die Verwaltung größerer [[Datenspeicher]] bzw. der Betrieb integrierter [[Sensorik (Technik)|Sensorik]] wird realisierbar. Einfache aktive Transponder werden zum Beispiel bei der Identifizierung von [[Flugzeug]]en verwendet: Der im Flugzeug eingebaute Transponder empfängt ein [[Code|kodiertes]] Signal einer Überwachungs- und Kontrollstelle und beantwortet dieses Signal auf einer vorgegebenen [[Frequenz]]. Dieses Antwortsignal wird von der Überwachungsstelle empfangen und mit dem [[Radar]]echo zusammen dargestellt.

Neben den Reinformen passiver beziehungsweise aktiver Systeme existieren semiaktive Transponder.

[[Kommunikationssatellit]]en benutzen Transponder, die das auf der Uplink-Frequenz empfangene Signal auf einer anderen Frequenz (der Downlink-Frequenz) wieder zurückstrahlen.

== Verschiedene Transponderanwendungen ==
=== Flugfunktransponder ===
[[Bild:Radarantenna.png|miniatur|Primär- und Sekundär-Radarantenne zur Flugüberwachung]]
[[Bild:Ground radar EHAM.jpg|mini|Radarschirm-Darstellung: Mit dem [[Primärradar]] erfasste Objekte erscheinen als Punktwolke. Zusätzlich via [[Sekundärradar]] identifizierte Objekte sind mit einem Label versehen]]Der Flugfunktransponder (TPX oder XPDR) ist ein [[Sekundärradar]]-Transponder (en. '''''S'''econdary '''S'''urveillance '''R'''adar'' Transponder oder SSR-Transponder) zur Identifizierung von Flugzeugen. Flugfunktransponder empfangen Abfragen (en. Interrogations)  von SSR- und IFF-Interrogatoren auf 1030 MHz und senden zeitverzögert eine Antwort (en. Reply) auf 1090 MHz aus.<ref name=":0" /> Die Identifizierung geschieht über den sogenannten [[Transpondercode]], auch [[Transpondercode#Geschichtlicher Hintergrund|Squawk]] genannt, der im SSR Mode A aus einer vierstelligen [[Oktalzahl]]-Code besteht die dem Piloten durch die Flugsicherung oder Flugverkehrskontrolle ([[Luftraumüberwachung]]) zugeteilt wird und am Transponder eingestellt wird. Bei Mode S wird dem Luftfahrzeug fest eine 24-Bit-Adresse dem Luftfahrzeug zur eindeutigen Erkennung zugeteilt. Mode-C-Abfragen liefern die barometrische Höhe des Luftfahrzeugs über [[Normaldruck]].  Mode S erlaubt zusätzlich eine gezielte selektive Abfrage nur eines Luftfahrzeuges über die 24-Bit-Adresse, liefert gegenüber Mode AC noch weitere relevante Daten und bietet einen optionalen Datenlink.  Transponder haben unterschiedliche Betriebsarten:
* Mode A: nur der Squawk wird übermittelt<ref name=":0" details="Nr. 2.1.2.1.1.">{{Literatur |Titel=ICAO Aeronautical Telecommunications, Annex 10, Vol. IV, Surveillance and Collision Avoidance Systems |Hrsg=[[Internationale Zivilluftfahrtorganisation|International Civil Aviation Organization]] – ICAO |Auflage=5. |Datum=2014-07-05 |Sprache=en |Umfang=220 |Kommentar=online einsehbar; PDF-Download nur über Registrierung |Online=https://elibrary.icao.int/reader/264934/&returnUrl%3DaHR0cHM6Ly9lbGlicmFyeS5pY2FvLmludC9wcm9kdWN0LzI2NDkzNA%3D%3D?productType=ebook |Format=PDF}}</ref>
* Mode C: [[Flugfläche]] (Barometrische Höhe des Luftfahrzeugs über [[Normaldruck]] gerundet auf 100 ft) werden übermittelt<ref name=":0" details="Nr. 2.1.2.1.2." /><ref>{{Literatur |Autor=Eurocontrol |Titel=Transponders in aviation |Hrsg=Eurocontrol |Sammelwerk=Net Alert Newsletter |Nummer=19 |Ort=Brüssel |Datum=2014-05 |Sprache=en |Seiten=2 |Online={{Webarchiv |url=https://www.eurocontrol.int/sites/default/files/publication/files/NetAlert-19.pdf |wayback=20190130053329 |text=''archivierte Kopie.''<!--|format=PDF; 1,6&nbsp;MB-->|()=[]}} |Format=PDF |KBytes=1626}}</ref>
* Mode S: Zusätzlich zu Squawk und Flugfläche wird eine 24-Bit-Kennung übermittelt, die jedem Flugzeug eindeutig zugeordnet ist; zudem kann die Flugsicherungsstelle gezielt Transponder über die 24-Bit-Adresse abfragen, und liefert gegenüber Mode AC noch weitere relevante Daten und bietet einen optionalen Datenlink<ref name=":0" details="Nr. 2.1.2.1.4." />

Seit 2008 darf in Deutschland in [[Transponder Mandatory Zone|transponderpflichtige Lufträume]] nur noch mit Transpondern eingeflogen werden, die Mode S beherrschen (Siehe [[Flugsicherungsausrüstung-Verordnung]]).
Außerhalb dieser Lufträume besteht für [[Sichtflug|VFR]]-Flüge bis zu einer Höhe von 5000 ft keine Transponderpflicht. Verfügt ein Luftfahrzeug aber über einen betriebsbereiten SSR-Transponder, so ist dieser gemäß [[Durchführungsverordnung (EU) Nr. 923/2012|SERA]] 13001 während des gesamten Fluges zu betreiben.

Obwohl die Transponderdaten zusammen mit den [[Primärradar]]daten auf den [[Radarschirm]]en der Flugüberwachung dargestellt werden, handelt es sich hierbei um ein eigenständiges System. Meist ist allerdings die [[Richtantenne]] für die Transponderabfrage fest an der sich drehenden Primärradarantenne der Bodenstation montiert. Durch einen geringfügigen Versatz zur Primärradarantenne werden die verschiedenen [[Signallaufzeit]]en vom Primärradarsignal und Transpondersignal korrigiert, um durch ein gleichzeitiges Vorliegen beider Signale eine bessere Zuordnung des Primärechos zur Sekundärantwort zu ermöglichen.

''Squawk ident'': Durch Drücken der Ident-Taste wird ein zusätzlicher Impuls, der SPI (Special Position Identification), ca. 20 Sekunden lang gesendet. Dies dient zur eindeutigen Identifizierung des Luftfahrzeuges am Sichtgerät der Flugsicherung.

=== Satellitentransponder ===
Transponder auf Kommunikationssatelliten empfangen Datenströme und senden sie weiter, siehe [[Transponder (Satellit)]].

Transponder in [[Raumsonde]]n sind [[Transceiver]], die phasengekoppelt arbeiten können. In diesem kohärenten Modus ist der [[Träger (Nachrichtentechnik)|Träger]] des Downlinks per [[Phasenregelschleife|PLL]] an den des Uplinks gekoppelt. Das Frequenzverhältnis ist fest, z.&nbsp;B. 1,1748999 bei [[Cassini-Huygens|Cassinis]] [[X-Band]]-Transponder.<ref>David Doody ([[Jet Propulsion Laboratory|JPL]]): ''Basics of Space Flight.'' [https://solarsystem.nasa.gov/basics/chapter10-1/ Kap. 10, ''Telecom''].</ref> Auf diese Weise sind präzise Distanzmessungen möglich, siehe z.&nbsp;B. [[Pioneer-Anomalie]], sowie die [[Synchronisation]] der Uhren der Raumsonde mit den viel genaueren des [[Deep Space Network]]s (DSN).

=== Radartransponder ===
[[Datei:SART radar transponder.jpg|mini|SART-Radartransponder]]
Radartransponder verstärken das Echo eines Radarsignals, siehe [[Search and Rescue Radar Transponder]] (SART).

=== Diebstahlsicherungen ===
Die Etiketten eines [[Warensicherungssystem]]s ähneln in ihrer Funktionsweise meist der einer Spule, die lediglich einen Schwingkreis an einem Durchgang verstimmt, oder auch der eines komplexen passiven [[RFID]]-Transponders, der interaktiv oder automatisch ausgelesen werden kann. Die Informationsmenge der Rückübertragung eines Transponders an die Abfragestation variiert je nach Typ von 1 Bit bis zu vollständiger Produktidentifikation.

=== Digitale Schließsysteme ===
[[Bild:DigitalesSchloss.jpg|miniatur|Digitales Schließsystem mit aktivem Transponder]]
Ein auf das Sekundärradarverfahren aufbauendes [[Schließsystem]] ersetzt mechanische [[Schließzylinder]]. Ein kleiner Transponder an Stelle des konventionellen Schlüssels entriegelt Türen und Schließfächer auf Knopfdruck. Das System verwaltet beliebig viele Schlösser und Benutzer und bietet auch spezielle Überwachungsfunktionen, wie zeitabhängigen Zutritt und Protokollierung der Anwesenheit. Sollte ein Transponderschlüssel verlorengehen, so wird dieser einfach gesperrt. Es ist daher, im Gegensatz zu mechanischen Schließanlagen, nicht notwendig, alle Schlösser auszutauschen, um einem Missbrauch des verlorenen Schlüssels vorzubeugen.

=== Funkschlüssel im KFZ ===

Kontaktlose Schlüssel zum Fahrzeug sind Teil moderner Fahrzeugausrüstung. Sie unterstützen die Sicherung des Fahrzeugs gegen Zugang Fremder. Wegen zusätzlicher Anforderungen an die Funktionssicherheit sind [[Wegfahrsperre]]n für die Sicherung des Fahrzeugs gegen Gebrauch durch Fremde meist auf den Startvorgang beschränkt, ein Eingriff in den Fahrprozess, wie bei der [[Lenkradsperre]], ist nicht üblich.
Siehe auch [[Keyless Go]].

=== Eisenbahntransponder ===
Ortsfeste aktive Transponder in der Sicherungstechnik der Eisenbahn werden als [[Balise]]n (frz. Bake) bezeichnet. Diese Baken beschreiben eine ortsfeste Sicherungstechnik im [[European Train Control System|ETCS]]-Konzept und im [[ERTMS]]-Konzept, technologisch im Übergang zwischen der rein ortsfesten ''Gleissicherung'' und der zugfesten ''Fahrsicherung''.

Mobile aktive Transponder werden in der Sicherungstechnik der Eisenbahn bisher nicht verwendet. Solche Lösungen werden erst mit der Trennung von Fahrwegsicherung (Einfahrschutz) und Fahrzeugsicherung (Zugtrennung) erwartet.

=== Kartentransponder ===
Diese passiven Transponder in Kreditkartengröße ([[ISO 7810]]) dienen meist zur Personenidentifikation. Die Einsatzbereiche liegen in [[Zutrittskontrolle|Zutrittskontrollsystemen]], Zeiterfassungssystemen, aber auch zur Verrechnung von Leistungen und Warenbezügen ([[Tankautomat]], Mautsysteme, Personenbeförderung, Kaffeeautomaten, Werksküchen, …). Die Vorteile gegenüber dem Einsatz einer [[Magnetstreifenkarte]] liegen in der einfachen Handhabung, der Beständigkeit der Karte gegenüber mechanischer Abnutzung und der Möglichkeit, Daten auf der Karte ablegen zu können. Letzteres ermöglicht auch den Einsatz als Prepaid-Medium, d.&nbsp;h. die Karte wird mit einem Guthaben aufgeladen und bei jeder Verwendung der Karte wird von diesem Guthaben abgebucht.

=== Transponder bei Demenzkranken ===
{{Hauptartikel|Weglaufschutzsystem}}
Zunehmend werden Transponder bei [[Demenz]]kranken oder anderen Patienten verwendet, etwa in Pflegeheimen und Krankenstationen, um ein Entweichen aus der Einrichtung zu verhindern. Beim Gang durch einen markierten Ausgang wird das Personal alarmiert. Mit dem Transponder kann günstigenfalls verhindert werden, dass Demenzkranke in ihrem Bewegungsradius stärker eingeschränkt werden müssen. Die Geräte können mit GPS ausgestattet sein, so dass eine Ortung der Person möglich ist. Handelt es sich um eine „freiheitsentziehende Maßnahme“, muss das [[Betreuungsgericht]] die Maßnahme genehmigen.<ref>Monika Etspieler: [https://www.zeit.de/gesellschaft/zeitgeschehen/2014-08/demenz-pflegeheim-ortungssystem ''Demenz: Computerchip statt Pfleger?''], [[Die Zeit]] vom 23. Oktober 2014, abgerufen am 23. Juli 2016.</ref>

=== Tiertransponder ===
[[Datei:Transponderhalsband.jpg|miniatur|Kühe mit Halsbandtranspondern und zusätzlicher Nummerierung]]
Zur [[Tierkennzeichnung]] werden verstärkt Transponder mittels eines speziellen Injektors und einer Injektionskanüle dem Tier implantiert. Die Transponder sind dabei in einer Bioglashülle gekapselt und verwachsen mit dem Gewebe der Tiere. Die Kennzeichnung ist in einigen europäischen Ländern gesetzlich vorgeschrieben. Ausführlichere Beschreibung unter [[Tierregistrierung]].

Des Weiteren werden Transponder an Halsbändern in der [[Milchproduktion]] dazu eingesetzt, um bei [[Abruffütterung|Kraftfutterstationen]] eine individuelle Zuteilung zu ermöglichen und auch, um die Tieraktivität zu überwachen. Die Tiererkennung in einem [[Herdenmanagementprogramm]] und auch in [[Automatisches Melksystem|Melkrobotern]] erfolgt ebenfalls durch Transponder.

=== Zeitmessung bei Sportveranstaltungen ===
Ganz allgemein kann der Transponder zur automatischen [[Identitätsfeststellung|Identifizierung]] von Personen eingesetzt werden. Dies wird bei Massensportveranstaltungen wie [[Triathlon]] oder [[Marathonlauf|Marathonläufen]] genutzt, um die Teilnehmer während des Wettkampfes zu identifizieren und deren Zeiten zu protokollieren. Eines der ersten Systeme ist [[IPTAtime]].

=== Lagerhaltung ===
Transponder werden auch in automatisierten [[Lagerhaltung|Lagern]] eingesetzt, indem die Lagergegenstände mit einem [[RFID]]-Chip markiert werden. Dadurch können die eingelagerten Dinge automatisch identifiziert werden.
==== Anwendungen mit 13,56 MHz in metallischer Umgebung ====
[[Datei:Magnetische Feldausbreitung in Metall.jpg|mini|Ausdehnung des magnetischen Feldes eines RFID Transponders in Luft (links) bzw. montiert in Metall (rechts)]]

[[Datei:Grafik loch schlitz NeoTAG.jpg|mini|Auswirkung des Lochdurchmessers und des Schlitzes auf die Verschiebung der Resonanzfrequenz]]

Um RFID-Transponder in metallischen Gegenständen einsetzen zu können, werden die elektrischen Parameter auf die jeweilige Arbeitsumgebung angepasst. Die Antenne des Transponders wird, entsprechend der im jeweiligen Metall zu erwartenden Frequenzverschiebung, gewickelt, also quasi vorverstimmt.<ref>Martin Gliesche: [https://d-nb.info/99713738X/34 ''Dissertation – Anwendungsgerechte Gestaltung von RFID-Tags für die Fischereiwirtschaft.''] (PDF; 2,1&nbsp;MB), ''d-nb.info''</ref> Der Ferritkern dient der Bündelung und Ausrichtung des [[elektromagnetisches Feld|elektromagnetischen Feldes]].
Zur Erhöhung der Schreib-Lese-Reichweite bei Einsatz in metallischen Gegenständen ist die Verringerung der [[Wirbelstromverlust|Wirbelstromeinflüsse]] durch die Einbringung eines Schlitzes hilfreich.<ref>[https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/wirbelstroeme Wirbelströme – Basiswissen], lernhelfer.de</ref> Die Resonanzverschiebung hängt u.&nbsp;a. vom Lochdurchmesser und der Einbringung eines Schlitzes ab und wird bei der Produktion des Transponders berücksichtigt.

Anwendungen eines Transponders nach dem ISO-Standard 15693 mit einer Frequenz von 13,56 MHz. Der Aufbau basiert auf einem [[Ferritkern]], der als Wickelkörper für die Antennenspule und gleichzeitig als Träger des [[RFID]]-Chips dient.

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 Schraube mit NeoTAG plug 13,56MHz RFID transponder.jpg|[[Stöpsel|Plug]]-Transponder in einem Schraubenkopf
 NeoTag in Metallscheibe und Schlitz.jpg|[[Inlay (Zahnmedizin)|Inlay]]-Transponder in Metallscheibe (der Schlitz reduziert die [[Wirbelstromverlust]]e)
 NeoTAG im Kettenglied eines Panzers.JPG|[[Stöpsel|Plug]]-Transponder in einem Panzer-Kettenglied (dient dem elektronischen [[Anlagenwirtschaft|Asset Management]])
 NeoTAG in Spritzwerkzeug.jpg|[[Stöpsel|Plug]]-Transponder in [[Formenbau|Spritzgusswerkzeug]] (dient dem elektronischen Werkzeugmanagement)
</gallery>

=== Abfallentsorgung ===
Auch in der [[Abfallentsorgung]] werden Transponder z.&nbsp;B. zur Erfassung der geleerten [[Mülltonne]]n und der Zuweisung zu deren Besitzer verwendet.

== Literatur ==
* Jeppesen Sanderson – ''Privat Pilot Manual'' 2001, ISBN 0-88487-238-6.
* Jürgen Mies – ''Funknavigation'', Band 3 1999, ISBN 3-613-01648-6.
* [[Luftfahrt-Bundesamt]] (LBA) – ''Flugsicherheitsmitteilungen, Der Transponder'', 1976.
* Luftfahrt-Bundesamt (LBA) – ''Mit der [[Avionik]] auf Kriegsfuß'', 1990.

== Weblinks ==
{{commonscat|Transponders|Transponder}}
{{Wiktionary}}
* [https://www.radartutorial.eu/13.ssr/sr17.de.html Blockschaltbild eines Radar-Transponders]
* [https://dccwiki.com/Transponding Transponding with DCC] – Transponding in model railroading.
* [https://www.rfid-grundlagen.de/transponder.html RFID Transponder] – Übersicht zu RFID Transpondern.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Funkgerät]]
[[Kategorie:Flugsicherung]]
[[Kategorie:Identifikationstechnik]]
[[Kategorie:Radarbaugruppe]]
[[Kategorie:Kofferwort]]