Sekundärradar

Ein Secondary Surveillance Radar (SSR, dt. Sekundärradar) und das militärische Äquivalent IFF (engl. Identification Friend or Foe, dt. Freund-Feind-Erkennung) sind Radar-Systeme, die nur aktive und kooperierende Ziele detektieren können, wozu an Bord eines Luftfahrzeuges ein funktionierender und eingeschalteter SSR- oder IFF-Transponder vorhanden sein muss. Die Detektierung erfolgt, indem ein SSR- oder IFF-Interrogator (dt. Abfrager) die SSR- oder IFF-Transponder von Luftfahrzeugen abfragen. Je nach ausgesandtem Abfrage-Mode eines SSR- oder IFF-Interrogators, werden in

• SSR-Mode A bzw. IFF Mode 3A, die von ATC oder AD dem Luftfahrzeug zugeteilte Kennung die aus zwei Octalzahlen (64 ID-Codes) oder vier Octalzahlen (4096 ID-Codes) besteht
• SSR und IFF Mode C, die barometrische Höhe des Luftfahrzeuges und/oder
• SSR und IFF Mode S, die weltweit eindeutige dem Luftfahrzeug zugeteilte 24 Bit-Adresse, sowie weitere für zivile und militärische Flugverkehrskontrolle (engl. Air Traffic Control, ATC) oder Air Defense (AD, dt. Luftverteidigung) relevante Informationen vom Transponder eines Luftfahrzeuges übermittelt.

Die in Mode S verfügbaren Funktionen werden auch für die auf SSR Mode S-basierenden Flugsicherungssysteme ADS-B (engl. Automatic Dependent Surveillance – Broadcast), ACAS (engl. Airborne Collision Avoidance System), MLAT (MultiLATteration) Systems verwendet.

Für rein militärische Nutzung stehen der militärischen Flugsicherung (engl. Air Traffic Control, ATC) und Air Defense (AD, dt. Luftverteidigung) noch IFF-Modi zur Verfügung. Diese setzen jedoch einen IFF-Transponder in einem Luftfahrzeug voraus, der den jeweils abgefragten Mode und Level unterstützt, weshalb keine zivilen SSR-Transponder auf die IFF-Abfragen in diesen Modi antworten. Es gibt folgende IFF-Modi:

• IFF Mode 1 ID, bestehend aus zwei Octalzahlen (64 ID-Codes) oder, wenn unterstützt, auch vier Octalzahlen (4096 ID-Codes).
• IFF Mode 2 aus vier Octalzahlen (4096 ID-Codes).
• IFF Mode 4 erlaubt eine gesicherte (eng. secure) Abfrage.
• IFF Mode 5 ist das gesicherte militärische Pendent zu SSR Mode S.

SSR- und IFF-Interrogatoren benötigen im Vergleich zu einem Primary Surveillance Radar (PSR, Primärradar) eine um circa den Faktor 1000 kleinere EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power, dt. Äquivalente Isotrope Strahlungsleistung), da ein PSR-Sender am Ziel (z. B. einem Luftfahrzeug) eine ausreichend starke Reflexion verursachen muss, damit das Echo noch im Empfänger eines PSR-Sensors als Ziel verarbeitet werden kann. Da bei (absichtlichen) Störungen, defektem oder absichtlich deaktivierten SSR- bzw. IFF-Transponder keine Antworten ausgesendet werden, oder keine Antworten empfangen oder erfolgreich verarbeitet werden können, werden in der Regel jeweils ein PSR- und ein SSR-/IFF-Sensor paarweise zusammen am gleichen Standort betrieben. Dadurch kann bei Zielausfällen bei einem der beiden Sensoren zumindest eine Zielbestätigung zu erhalten. Da jedoch die PSR-Echos auch weitaus schwächer als SSR- und IFF-Antworten sind, können auch noch sehr schwache (ggf. absichtliche) Störungen die PSR-Erfassung beeinträchtigen oder unmöglich machen.

Zusätzlich erfassen SSR- und IFF-Sensoren, wie auch Primärradar-Sensoren (engl. Primary Radar Surveillance Radar, PSR), die Schrägentfernung (engl. Slant Range) und den Azimut-Winkel in Bezug auf das erfasste Luftfahrzeuges. Die Schrägentfernung wird wegen des, im Vergleich zu einem Primärradar-Sensor (der lediglich reflektierte Signale empfängt) stärkeren Empfangssignals, mit einer besseren Genauigkeit geliefert.

Hinsichtlich der erreichbaren Genauigkeit des Azimut-Winkels hatten Primäradar-Sensoren dank ihrer, bezogen auf die Wellenlänge, sehr großen Parabolantennen mit schmalen horizontalen Antennenkeulen und cosec²-förmigen Elevations-Antennendiagrammen erhebliche Vorteile gegenüber den zu erst verwendeten Hoghtrough-Antennen-Arrays. So besitzen Primärradar-Antennen einen Antennengewinn im Azimut von ca. 36 dBi bzw. ein Halbwertsbreite von der Hauptkeule des Antennendiagramms von ca. 1,2°. Dahingegen haben SSR- und IFF Hogtrough-Antennen-Arrays bis zu ca. 6° (-3 dB) breite Antennendiagramme bei ca. ≥17 dBi Antennengewinn. Ein anderes Problem war das Hoghtrough-Antennen-Arrays die Hälfte der abgestrahlten Leistung unterhalb der horizontalen Ebene der Antenne abstrahlten, was zu unerwünschten Aufzipfelungen der vertikalen Antennendiagramme führte und einer Reduzierung der Reichweite führte. Durch spätere Mitnutzung der Parabolspiegel der Primäradar-Antenne wurden auch für Sekundärradarsensoren cosec²-förmige Elevations-Antennendiagramme erzielt. Mit Einführung von Monopuls-fähigen SSR- und IFF-Interrogatoren (siehe Monopulsverfahren) und Aufteilung bestehender Hogtrough- oder Parabolantennen in eine linke und eine rechte Hälfte, die in mehreren Empfängern separat als Summen- und Differenzdiagramm verarbeitet wurden, war eine Verringerung der Breite der Azimut-Antennenkeule äquivalent zu der Breite von PSR-Antennen möglich. Durch Entwicklung von zweidimensionalen LVA-Antennen-Arrays die sowohl cosec²-förmige, vertikale Antennendiagramme als auch Antennengewinne bis zu 27 dBi besaßen und durch Nutzung von Monopulse-fähigen SSR- und IFF-Radarsensoren konnten solche Anlagen auch ohne zusätzliche PSR-Radarsensor zur genauen Ermittlung des Azimut verwendet werden.

Militärische IFF-Transponder liefern auf die Abfrage von militärischen IFF-Interrogatoren in militärischen Modi der militärischen Flugsicherung oder Taktischen Kontrolle in Mode 1, 2 temporär zugeordnete Identifikation. IFF bei Mode 4 und Mode 5 verfügen über Krypto-Möglichkeit bzw. Mode 5 über die Möglichkeit der Abfrage und Übertragung von weiteren Daten.

Das bei Sekundärradar genutzte Interrogator/Transponder-Prinzip, wobei der Interrogator sich in der Regel am Boden und der Transponder in Luftfahrzeugen befinden, wurde nahezu zeitgleich auch für das erste von ICAO standardisierte DME (Distance Measuring Equipment) in 1950, sowie einige Jahre später für das militärische TACAN (TACtical Air Navigation) verwendet, jedoch mit dem Unterschied, dass sich bei diesen beiden ARNS-zugehörigen Systemen (engl. Aeronautical Radio Navigation Systems) die Transponder am Boden und die Interrogatoren im Luftfahrzeug befinden.

Mit der Zeit wurden für das beim Sekundärradar genutzte Interrogator/Transponder-Prinzip weitere Anwendungsgebiete erschlossen, z. B. zur Bestimmung der Entfernung von Raumsonden, oder das automatischen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten über sehr kurze Distanzen mit RFID.

1. ↑ KT-76A, Bendix King, Panel-Mounted-Transponder, 1995. (bendixking.com [PDF; abgerufen am 5. August 2025]). 
2. ↑ KX155 and KX165, Bendix/King TSO’D NAV/COMM Systems, 2000. (air-albatros.com [PDF; abgerufen am 5. August 2025]). 
3. ↑
4. ↑ Philipp Hartl: Fernwirktechnik der Raumfahrt: Telemetrie, Telekommando, Bahnvermessung. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-83364-9, S. 14 (google.com).