Transponder Mode A, C und S: Technik hinter Radarkennung und ADS-B

Auf der Flugradar-Karte steht neben dem Airbus im Anflug „Squawk 2353“, ein paar Zeilen darunter „Hex 3C6xxx“ – und der Businessjet daneben hat zwar eine Höhe, aber keine Position. Hinter all dem steckt ein Gerät, das kaum größer ist als ein Autoradio: der Transponder. Wer versteht, was Transponder Mode A, C und S leisten, liest Flugradar-Apps und ADS-B-Empfänger mit ganz anderen Augen. Dieser Guide erklärt die Technik hinter der Radarkennung Schritt für Schritt, ohne dich in Pulsdiagrammen zu verlieren, und zeigt, was davon am Spot wirklich nützt.

Transponder in einem Satz

Ein Transponder ist die Antwortstation an Bord: Er empfängt auf 1030 MHz eine Abfrage vom Sekundärradar und schickt auf 1090 MHz eine kodierte Antwort zurück. Was in dieser Antwort steht, bestimmt der Modus. Mode A liefert eine Kennung, Mode C die Höhe, Mode S eine eindeutige Flugzeugadresse samt weiterer Daten. ADS-B schließlich ist ein Mode-S-Funkspruch, den der Transponder ganz ohne Abfrage von sich aus aussendet.

Primärradar und Sekundärradar

Um Transponder zu verstehen, hilft ein kurzer Blick auf die beiden Radararten. Das Primärradar funktioniert wie ein Echo: Die Antenne sendet einen Impuls, ein Teil davon wird von der Flugzeughülle reflektiert und kommt zurück. Aus Laufzeit und Antennenrichtung ergibt sich die Position. Das Flugzeug muss dafür nichts tun, liefert aber auch keine Information darüber, wer es ist oder wie hoch es fliegt.

Das Sekundärradar (Secondary Surveillance Radar, SSR) dreht das Prinzip um. Die Bodenstation fragt, das Flugzeug antwortet aktiv. Weil die Antwort mit eigener Sendeleistung zurückkommt, reicht das Sekundärradar weit, und die Antwort kann Daten enthalten. Die Wurzeln liegen in der militärischen Freund-Feind-Kennung (IFF) des Zweiten Weltkriegs. In den 1950er-Jahren begann die ICAO, das Verfahren für die zivile Luftfahrt zu standardisieren.

Die Flugsicherung kombiniert heute meist beides. Wie die Lotsen in Deutschland damit arbeiten, erklärt der Artikel über die DFS Deutsche Flugsicherung; einen Blick zurück auf die Anfänge wirft die Geschichte der Flugsicherung.

Mode A: die Kennung per Squawk

Mode A ist der älteste zivile Modus. Die Antwort enthält einen vierstelligen Code, den der Pilot am Transponder einstellt und den die Flugsicherung per Funk zuteilt – das berühmte „squawk two-three-five-three“. Jede Ziffer reicht von 0 bis 7, denn es handelt sich um einen Oktalcode. Ziffern wie 8 oder 9 gibt es im Squawk also nicht. Vier Oktalziffern ergeben 4.096 Kombinationen.

Für die Lotsen ist der Squawk das Bindeglied zwischen Radarziel und Flugplan: Das System weiß, welcher Code welchem Flug zugeteilt wurde, und blendet das passende Rufzeichen ein. Weil es so wenige Codes gibt, werden sie regional immer wieder neu vergeben. Ein Squawk ist deshalb keine dauerhafte Kennung eines Flugzeugs.

Einige Codes sind weltweit fest belegt und für Spotter besonders interessant:

Code	Bedeutung	Was du daraus ablesen kannst
7700	allgemeiner Notfall	Die Crew hat einen Notfall erklärt, oft mit Ausweichlandung
7600	Funkausfall	Keine Sprechfunkverbindung, das Flugzeug folgt festgelegten Verfahren
7500	widerrechtlicher Eingriff	Entführung – in der Praxis sehr selten und oft eine Fehleingabe
7000	Sichtflug ohne zugeteilten Code (Europa)	typisch für Kleinflugzeuge im VFR-Betrieb
1200	Sichtflug ohne zugeteilten Code (USA)	das US-Gegenstück zu 7000
2000	kein Code durch die Flugsicherung zugeteilt, etwa beim Einflug aus einem Gebiet ohne Radarabdeckung	taucht z. B. bei Flügen aus ozeanischen Lufträumen auf

Was hinter den drei Notfallcodes steckt und wie Flugradar-Seiten sie hervorheben, liest du ausführlich unter Squawk 7500, 7600 und 7700. Zu Mode A gehört außerdem die Ident-Funktion: Bittet der Lotse um „squawk ident“, drückt der Pilot eine Taste, und das Radarziel wird auf dem Bildschirm kurz hervorgehoben.

Mode C: die Höhe kommt dazu

Mode C ergänzt die barometrische Druckhöhe. Ein Höhenmesser oder ein separater Höhencodierer gibt die Höhe an den Transponder weiter, der sie in 100-Fuß-Schritten überträgt. Die Höhe bezieht sich immer auf den Standarddruck von 1013,25 hPa – egal, was der Pilot gerade an seinem Höhenmesser eingestellt hat. Die Umrechnung auf die tatsächliche Höhe übernimmt das Radarsystem am Boden.

Mode A und Mode C laufen in der Praxis zusammen: Die Bodenstation wechselt zwischen beiden Abfragearten, die sich durch den Abstand zweier Pulse unterscheiden – 8 Mikrosekunden für Mode A, 21 Mikrosekunden für Mode C. Deshalb spricht man meist einfach von einem Mode-A/C-Transponder.

Für dich am Spot bedeutet das: Die Höhe auf der Flugradar-Karte ist in aller Regel eine Flugfläche bzw. Druckhöhe, keine Meterangabe über Grund. Bei kräftigem Hoch- oder Tiefdruck sieht ein Flieger im Endanflug deshalb manchmal höher oder tiefer aus, als er tatsächlich ist.

Mode S: jedes Flugzeug einzeln

Mode S steht für „Select“. Der Modus wurde ab den 1970er-Jahren in den USA und Großbritannien entwickelt und 1987 von der ICAO standardisiert. Er nutzt dieselben Frequenzen wie Mode A und C und ist zu ihnen abwärtskompatibel, ein Mode-S-Transponder beantwortet also auch klassische Abfragen.

Der Kern ist eine 24-Bit-Adresse, die jedem Transponder fest zugeordnet ist. Die ICAO teilt den Staaten Adressblöcke zu, die Luftfahrtbehörden vergeben daraus Adressen an einzelne Luftfahrzeuge. Meist wird die Adresse als sechsstellige Hexadezimalzahl geschrieben, daher der Name Hex-Code. Deutsche Adressen beginnen beispielsweise mit 3C bis 3F. Wie du aus dem Hex-Code Halterstaat und Kennzeichen ableitest, erklärt der Guide zur ICAO-24-Bit-Adresse.

Mit dieser Adresse kann das Radar ein Flugzeug gezielt ansprechen. Neue Ziele findet es über eine Rundum-Abfrage („All-Call“), danach fragt es jedes Flugzeug einzeln. Das reduziert Überlagerungen deutlich. Gleichzeitig wird die Antwort zum Datenkanal: Ein Mode-S-Transponder kann Rufzeichen, Flugstatus (in der Luft oder am Boden) und – je nach Ausrüstung – eine Höhe in 25-Fuß-Schritten liefern.

Elementary und Enhanced Surveillance

In Europa unterscheidet man zwei Ausbaustufen:

• Elementary Surveillance (ELS): Adresse, Rufzeichen, Höhe, Flugstatus und Fähigkeitsmeldung des Transponders. Das ist die Grundausstattung für den Instrumentenflug in der EU.
• Enhanced Surveillance (EHS): Zusätzlich liefert das Flugzeug sogenannte Downlinked Aircraft Parameters, etwa die vom Piloten eingestellte Zielhöhe, den Steuerkurs, angezeigte Fluggeschwindigkeit und Machzahl, Grundgeschwindigkeit, Querneigung und Steig- oder Sinkrate.

Besonders die eingestellte Zielhöhe ist für die Flugsicherung wertvoll: Der Lotse sieht, ob die Crew die freigegebene Flughöhe korrekt eingegeben hat, bevor das Flugzeug sie erreicht. Diese Daten tauchen übrigens auch in manchen Detailansichten von Flugradar-Seiten auf – wenn dort „Selected Altitude“ steht, stammt der Wert aus Mode S. Was die übrigen Felder und Symbole bedeuten, erklärt der Guide zu Symbolen und Farben auf Flugradar-Karten.

Squitter: wenn der Transponder ungefragt sendet

Ein Mode-S-Transponder wartet nicht nur auf Fragen. In regelmäßigen Abständen sendet er von sich aus kurze Meldungen mit seiner Adresse, sogenannte Squitter. So können Bodenstationen und Kollisionswarnsysteme anderer Flugzeuge ihn entdecken, ohne ihn erst suchen zu müssen.

Der Extended Squitter (1090 ES) ist die lange Variante davon – und genau das ist ADS-B, wie es in Europa und bei Verkehrsflugzeugen weltweit üblich ist. In diesen Meldungen stecken die Position aus dem Satellitennavigationsempfänger an Bord, Höhe, Geschwindigkeit, Kurs und Rufzeichen. Weil niemand fragen muss, kann jeder mit passendem Empfänger zuhören. Das ist die Grundlage aller Flugradar-Apps und jedes selbst gebauten ADS-B-Empfängers – mehr dazu im Grundlagenartikel Flugverfolgung mit ADS-B für Spotter. Weil die Meldungen ungerichtet abgestrahlt werden, können sie sogar Satelliten auffangen, wie der Artikel über weltraumgestütztes ADS-B zeigt.

Merkmal	Mode A	Mode C	Mode S	ADS-B (1090 ES)
Auslöser	Abfrage vom Radar	Abfrage vom Radar	gezielte Abfrage oder Squitter	sendet selbstständig
Kennung	Squawk (wechselnd)	–	24-Bit-Adresse, Rufzeichen	24-Bit-Adresse, Rufzeichen
Höhe	–	Druckhöhe, 100-ft-Schritte	Druckhöhe, je nach Gerät 25-ft-Schritte	Druckhöhe, oft zusätzlich GNSS-Höhe
Position	nur über das Radar	nur über das Radar	nur über Radar oder MLAT	vom Flugzeug selbst gemeldet
Für Spotter-Empfänger nutzbar	kaum	kaum	Hex-Code, Höhe, Squawk	vollständig mit Position

In den USA gibt es neben 1090 ES ein zweites ADS-B-Verfahren für die Allgemeine Luftfahrt, UAT auf 978 MHz. Es hat technisch nichts mit Mode S zu tun; mehr dazu unter UAT auf 978 MHz.

Wer was an Bord haben muss

Die Ausrüstungspflichten hängen von Luftraum, Flugregeln und Flugzeugklasse ab. Die wichtigsten Eckpunkte:

• EU: Die Durchführungsverordnung (EU) Nr. 1207/2011 und ihre Änderungen schreiben für Flüge nach Instrumentenflugregeln Mode-S-Transponder vor. Flugzeuge mit mehr als 5.700 kg Höchstabflugmasse oder mehr als 250 Knoten maximaler Reisegeschwindigkeit brauchen zusätzlich Enhanced Surveillance und ADS-B Out über 1090 ES. Für Staatsluftfahrzeuge gelten Sonderregeln.
• USA: Seit dem 1. Januar 2020 ist ADS-B Out in den meisten Lufträumen Pflicht, in denen schon zuvor ein Transponder verlangt wurde, etwa in den Klassen A, B und C – mit 1090 ES oder UAT.
• Kleinflugzeuge in Europa: Ob ein Transponder nötig ist, hängt vom Luftraum ab, etwa in Transponder-Pflichtzonen (TMZ) um Regionalflugplätze. Im Sichtflug ohne zugeteilten Code steht der Squawk dann auf 7000. Welche Lufträume welche Ausrüstung verlangen, erklärt der Überblick über die Luftraumklassen A bis G.

Für dich bedeutet das: Airliner und die meisten Businessjets erscheinen in Europa praktisch immer mit Position. Bei Kleinflugzeugen, Hubschraubern, älteren Maschinen und Militär ist das Bild deutlich bunter.

Was du am Empfänger tatsächlich siehst

Ein ADS-B-Empfänger auf 1090 MHz hört alles, was auf dieser Frequenz unterwegs ist: Extended Squitter, kurze Squitter und die Antworten auf Radarabfragen. Daraus ergeben sich typische Fälle:

• Flugzeug mit Position: Der Transponder sendet ADS-B. Du siehst Hex-Code, Rufzeichen, Position, Höhe und Geschwindigkeit.
• Flugzeug ohne Position, aber mit Hex-Code und Höhe: Ein Mode-S-Transponder ohne ADS-B-Positionsdaten. Netzwerke mit vielen Empfängern können solche Flugzeuge über Multilateration (MLAT) verorten – vorausgesetzt, mindestens vier Stationen hören das Signal.
• Nur Squawk und Höhe, kein Hex-Code: Ein reiner Mode-A/C-Transponder. Weil Mode-A/C-Antworten keine Adresse enthalten, lassen sie sich kaum einem bestimmten Flugzeug zuordnen und auf Karten in der Regel nicht darstellen.
• Gar nichts: Transponder aus, kein Transponder an Bord oder außerhalb deiner Empfangsreichweite. Häufige Ursachen dafür sammelt der Artikel Warum ein Flugzeug nicht auf Flightradar erscheint.

Transponder und Kollisionsschutz

Transponder sind nicht nur für die Flugsicherung da. Das bordseitige Kollisionswarnsystem TCAS (bzw. ACAS) fragt die Transponder umliegender Flugzeuge selbst ab und berechnet aus den Antworten Abstand, Höhe und Annäherung. Treffen zwei Flugzeuge mit TCAS II aufeinander, stimmen die Systeme ihre Ausweichempfehlungen über den Mode-S-Datenkanal miteinander ab, damit nicht beide in dieselbe Richtung ausweichen. Welche Rolle widersprüchliche Anweisungen von TCAS und Lotse bei einem der schwersten Unglücke im deutschen Luftraum spielten, beschreibt der Artikel zur Flugzeugkollision von Überlingen 2002.

Der Hex-Code als Werkzeug für Spotter

Für Spotter ist die 24-Bit-Adresse das nützlichste Erbe von Mode S. Sie bleibt bei einem Flugzeug in der Regel gleich, solange es im selben Staat registriert ist. Ändert sich das Kennzeichen durch einen Wechsel in ein anderes Land, bekommt das Flugzeug meist auch eine neue Adresse aus dem Block des neuen Staates. Über den Hex-Code kannst du deshalb ein bestimmtes Exemplar suchen, ältere Sichtungen abgleichen oder eine Maschine finden, deren Rufzeichen du nicht kennst. Wie das praktisch geht, zeigt der Guide Flugzeug nach Kennzeichen oder Hex-Code verfolgen; wie Kennzeichen selbst aufgebaut sind, erklärt Flugzeugkennzeichen verstehen.

Ein Hinweis zur Einordnung: In den USA gibt es mit dem Privacy-ICAO-Address-Programm der FAA die Möglichkeit, für bestimmte Flugzeuge eine temporäre, nicht öffentlich zugeordnete Adresse zu nutzen. Ein unbekannter Hex-Code ist dort also nicht automatisch ein Fehler. Militärflugzeuge senden zudem teils gar nicht oder mit eingeschränkten Daten – mehr dazu unter Militärflugzeuge online verfolgen.

Worauf du achten solltest

• Squawk nicht als Kennung missverstehen. Derselbe Code taucht am selben Tag bei völlig verschiedenen Flügen auf. Für die Identität zählen Hex-Code und Kennzeichen.
• Notfallcodes mit Vorsicht lesen. Ein kurz aufblitzender 7500er ist häufig ein Eingabefehler beim Umstellen. Bestätigt ist ein Notfall erst, wenn er länger angezeigt wird oder die Flugsicherung ihn kommuniziert.
• Höhen im Anflug richtig einordnen. Druckhöhe und echte Höhe unterscheiden sich je nach Luftdruck. Für den Anflug zählt eher der zeitliche Abstand zur Landung als die genaue Zahl.
• Rechtliches im Blick behalten. Das Empfangen von ADS-B ist in vielen Ländern unproblematisch, beim Weitergeben von Daten und Funkverkehr gelten aber eigene Regeln. Überblicke findest du unter ADS-B-Daten empfangen und teilen und Flugfunk hören: Rechtslage.

Fazit

Mode A, Mode C und Mode S sind drei Entwicklungsstufen derselben Idee: Das Flugzeug antwortet dem Radar und verrät dabei mehr als ein bloßes Echo. Mode A brachte die Kennung, Mode C die Höhe, Mode S die eindeutige Adresse und den Datenkanal. Aus dem Mode-S-Squitter wurde schließlich ADS-B – und damit die Technik, die dir am Spot zeigt, welcher Flieger gerade in den Endanflug dreht. Wer das Zusammenspiel kennt, versteht auch, warum manche Flugzeuge auf der Karte fehlen oder nur per MLAT auftauchen.