Transponder


Ein Transponder ist ein Funk-Kommunikationsgerät, das eingehende Signale aufnimmt und automatisch beantwortet bzw. weiterleitet. Der Begriff Transponder ist zusammengesetzt aus den Begriffen Transmitter und Responder.

Inhaltsverzeichnis

Passive Transponder

Unter passiven Transpondern versteht man solche Systeme, die die zur Kommunikation und zur Abarbeitung interner Prozesse benötigte Energie ausschließlich aus dem Feld der Schreib-/Leseeinheit beziehen. Passive Transponder benötigen also keine eigene Stromversorgung, können aber andererseits nur auf kurze Distanzen arbeiten.

Typische Anwendungen: Identifizierung von Objekten, Haustierregistrierungs-Chips oder Chipkarten für ein Zugangs-Kontrollsystem. Ein aktiver Sensor (in Verbindung mit dem Computer) liest und decodiert die Daten, die der passive Transponder sendet.

Aktive Transponder

Aktive Systeme verfügen über eine eigene Energieversorgung. Entweder haben sie eine eingebaute 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 wird realisierbar. Einfache aktive Transponder werden zum Beispiel bei der Identifizierung von Flugzeugen verwendet: Der im Flugzeug eingebaute Transponder empfängt ein kodiertes Signal einer Überwachungs- und Kontrollstelle und beantwortet dieses Signal auf einer vorgegebenen Frequenz. Dieses Antwortsignal wird von der Überwachungsstelle empfangen und mit dem Radarecho zusammen dargestellt.

Neben den Reinformen passiver beziehungsweise aktiver Systeme existieren semiaktive Transponder.

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

Verschiedene Transponderanwendungen

Flugfunktransponder

Primär- und Sekundär-Radarantenne zur Flugüberwachung

Der Flugfunktransponder (TPX oder XPDR) ist ein Sekundärradar-Transponder zur Identifizierung von Flugzeugen. Das geschieht über den sogenannten Transpondercode, auch Squawk genannt, einen vierstelligen Oktalzahl-Code, der durch den Piloten am Transponder nach Aufforderung durch die Luftraumüberwachung eingestellt wird. Transponder haben unterschiedliche Betriebsarten:

  • Mode A: nur der Squawk wird übermittelt
  • Mode C: Squawk und Flugfläche (Flughöhe über Normaldruck) werden übermittelt
  • Mode S: Zusätzlich zu Squawk und Flugfläche wird eine 24-bit-Kennung übermittelt, die jedem Flugzeug eindeutig zugeordnet ist; zudem kann die Flugsicherungsstelle gezielt bestimmte Transponder abfragen

Seit 2008 sind in Deutschland nur noch Transponder zulässig, die Mode S beherrschen.

Obwohl die Transponderdaten zusammen mit den Primärradardaten auf den Radarschirmen 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 Signallaufzeiten vom Primärradarsignal und Transpondersignal korrigiert, um durch ein gleichzeitiges Vorliegen beider Signale eine bessere Zuordnung des Primärechos zur Sekundärantwort zu ermöglichen.

Satellitentransponder

Siehe Transponder (Satellit)

Radartransponder

Siehe Search and Rescue Radar Transponder (SART)

Diebstahlsicherungen

Die Etiketten eines Warensicherungssystems ähneln in ihrer Funktionsweise der eines Transponders.

Digitale Schließsysteme

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.

Funkschlüssel im KFZ

Siehe Sekundärradar

Eisenbahntransponder

Transponder in der Bahntechnik werden als Balisen bezeichnet.

Kartentransponder

Diese passiven Transponder in Kreditkartengrösse (ISO 7810) dienen meist zur Personenidentifikation. Die Einsatzbereiche liegen in 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.h. die Karte wird mit einem Guthaben aufgeladen und bei jeder Verwendung der Karte wird von diesem Guthaben abgebucht.

Tiertransponder

Kuh mit Halsbandtransponder

Zur Kennzeichnung von Tieren werden verstärkt Transponder mittels eines speziellen Injektors und einer Injektionskanüle in das 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 an Kraftfutterstationen eine individuelle Zuteilung zu ermöglichen und auch um die Tieraktivität zu überwachen. Die Tiererkennung in einem Herdenmanagement-System und auch in Melkrobotern erfolgt ebenfalls mit Transpondern.

Zeitmessung bei Sportveranstaltungen

Ganz allgemein kann der Transponder zur automatischen Identifizierung von Personen eingesetzt werden. Dazu wird jeder Person, die an einer Veranstaltung teilnimmt, die eindeutige ID eines Transponders (Ziffernfolge, die der Transponder an eine Empfangseinheit sendet) zugeordnet. Der Teilnehmer muss den Transponder während der Veranstaltung am Körper tragen. Die Funktion des Transponders dient damit zunächst einmal der Identifikation. Erfasst man in geeigneter Weise gleichzeitig den Zeitpunkt der Identifikation, so erhält man eine Zeitmessung (Wettkampfzeit) für die identifizierte Person am jeweiligen Antennen-Standort (Startzeit, Zwischenzeiten oder Zielzeit). Der Vorteil der Transponder – Zeitmessung ist, dass insbesondere bei Groß- und Mehrkampfveranstaltungen die Zeitergebnisse sofort individuell den Teilnehmern zugeordnet werden können. Damit reduziert sich die Zeit für die Erstellung der Gesamtergebnislisten um ein vielfaches gegenüber der Bearbeitungszeit, die für herkömmliche Verfahren notwendigen sind.

Siehe auch: IPTAtime-System

Literatur

Siehe auch

Radio Frequency Identification (RFID)

Weblinks







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