更遠的探測能力
E-2D採用的是洛克希德.馬丁公司的UHF波段AY-9雷達，配用ADS-18型天線罩。APY-9雷達的信號增益已經比目前E-2C提高了20分貝，這將使新型雷達探測空域範圍增大300%，也意味著雷達對小目標的探測能力將大幅度提高。根據目前披露的數字，該雷達對於戰鬥機大小的空中目標的探測距離約為300海裡。
新型雷達的基本原理是接收到包含目標信號和地面雜波的回波信號後，對前後接收到的回波脈衝進行比對、分析，由於靜止目標的脈衝前後不會發生變化，因此可以將其識別出來，從雷達圖像中去除，保留下運動目標的信號，使得雷達具備較強的低空以及地面、海面目標探測能力。據E-2D項目負責人透露，新型雷達能夠探測運動速度低於50千米/小時的地面目標。
增加空中加油能力
軍事分析家預測，一旦美國海軍航母編隊進入態勢險惡的環境，如霍爾木茲海峽等，那裡艦隊距離海岸很可能不到100英里，完全處於反艦巡航導彈的射程之內，艦載預警機將不得不24小時保持警戒，以免航母戰鬥群遭到攻擊。
目前，E-2D的滯空時間約為4.5～5個小時，要實現24小時執勤，一種方法是將每艘航空母艦上的4機中隊變為5機中隊，另一種方式就是為預警機增加空中加油能力。目前美國海軍已經通過試驗模擬了使用KC-130或F/A-18為E-2D加油時的空氣動力環境。試驗中使用了一根從E-2D座艙頂部中間伸出的直受油探管。
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