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E-2D的雷达系统为AN/APY-9雷达，该雷达由洛克希德-马丁公司生产，洛马官方对该雷达的描述为，全重998千克，采取机扫/电扫结合模式，探测距离对小飞机类目标（RCS=5㎡）超过300海里，探测包线比AN/APS-135雷达大出300%，能有效在强杂波环境下检测到低空飞行的巡航导弹类小目标，雷达工作波段位于UHF波段，并拥有一定的反隐身能力。
雷达的主要先进设计为数字化波束形成，使用空时自适应算法的固态单脉冲技术，商业架构的模块化硬件设计，采用碳化硅为基底的数字处理器，L-3波段通信系统，固态相控阵雷达天线和低噪声雷达接收机，圆顶天线使用了18个频段的先进检测系统ADS-18和36位的敌我识别天线IFF。在实施任务作业时，高度扫描使用电扫模式，方位扫描则使用电扫和机扫结合的模式。根据上述描述，我们可以推断出一些AN/APY-9雷达的一些特性。
洛克希德-马丁公司曾指出，AN/APY-9雷达相对于E-2C上使用的AN/APS-145雷达整整先进了两代，这句话是个相当有用的信息。目前，雷达的分级标准一共是四代，而第一代雷达是二战时候不列颠空战首先使用的雷达，第二代雷达是电子管雷达，早已被淘汰，那么这里所描述的“先进两代”，只能可能是AN/APS-145雷达属第三代，而AN/APY-9雷达属第五代，这种推断是符合技术逻辑的。
E-2C是1971年实现首飞的美国海军预警机，初始雷达为AN/APS-120，1992年，配备AN/APY-145雷达的美军Group2版本的E-2C正式服役，当时，世界上第三代雷达处于技术成熟阶段，第四、第五代雷达尚在理论和概念研究时期。第五代雷达设计理论在2005年以后开始全面成熟，而E-2D的首次试飞是在2007年，可以看出这种推断是符合技术逻辑的。
第三代雷达的重要特征是使用了有源阵列式天线（平板天线）或多馈源反射面天线，相对于第一代雷达，主要特性就是解决测高问题，从而成为三坐标雷达，以提高对地空导弹和飞机火控雷达的预警指示精度。AN/APY-2雷达受限于安装条件，采取了有源阵列式天线，在高度方向采取了电扫模式测高，通过改变波束的指示方向来覆盖整个仰角空域，较好的完成了测高任务，拥有低、中、高三个重复频率模式，在敌机来袭、逃走等相对雷达不同速度状态时通过调整重频模式避免“盲速”现象（指目标在某些速度下，回波特性与杂波相同，使雷达失去检测能力）。
一般来说，第二代雷达的副瓣天平为-30db~-20db。一个探测距离为300千米的第三代雷达，电子干扰机可在100~200千米范围内对其副瓣实施干扰，由于第二代雷达变频范围窄，很难对抗这种干扰。AN/APY-2雷达发射机采取了第三代雷达发射机使用的全固态集成电路发射机，通过逐级累积放大器放大发射功率，可以在一定程度上实现多目标探测。该发射机的特点为于平均故障时间1000小时左右，任务可靠性接近4000小时。与先进电子计算机配合下，最大可在10秒内录取数百批目标，这点性能与我国的空警-2000雷达在一个等级上。
而第五代雷达是在第四代雷达基础上提出的数字化软件雷达，又称数字阵列雷达。第四代雷达是全相参、全固态、有源相控阵的多功能雷达，就是通常意义上的有源相控阵雷达，该雷达将发射机和天线集中在一起，使用多个收/发组件在空域上进行波束合成的方式实现了多目标探测和多功能探测的目的，一个雷达可同时实施电子侦察、电子干扰甚至电子杀伤。雷达的分辨率和刷新率大大提高，能同时实现监视、跟踪、截获、干扰、摧毁、识别等功能，解决了盲速问题。
第五代雷达是在第四代雷达的基础上更加强调了软件化，发射和接收的波束都可以数字合成，而非传统的模式发射，这让波束参数更加精确，带宽更大，变频空间更快，发射功率更小，控制更为灵敏，分辨率更高，可以通过编程软件直接更改探测模式实现防空、反导等多功能任务，也可以通过开发新的软件算法即可完成对雷达的升级换代。AN/APY-9雷达技术是第五代雷达，该雷达还使用了碳化硅为基底的集成电路材料，让雷达的发射功率上升和电路灵敏程度上升约10倍，从而使得其探测隐身飞机时几乎可达到与普通飞机同样的探测距离。而我国的空警-500也采用了数字阵列技术，但材料性能上与AN/APY-2雷达还有差距。
此外，数字阵列雷达发射波形通过软件形成，可多达几万个以上，捷变频速率极快，难以被追踪，旁瓣采取了主动对消和匿影技术，几乎没有，对主瓣干扰则可以主动采取天线置零的方式，用其他波束替代探测，目前几乎没有什么电子干扰机能对其实施无杂波条件下的有效干扰（对空扫描时无法被干扰）。在扫描时间不长的情况下，一般的雷达告警器都无法对其实现正常告警。（作者署名：雷曼军事现代舰船）
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