E-2D的APY-9雷达据报导探测性能相比旧的APS-145雷达是“两个世代（two generation）”的进步。在官方网站上，厂商解释雷达探距性能的进步主要来自两点：第一是使用SiC高功率固体发射机技术，功率比起APS-145雷达系统有了大幅提升；第二是采用更为灵敏的数字接收机，同样对于雷达探距有帮助。根据相关文件，E-2D雷达的相关技术早在2000年前就被大量验证和发展，除了上述提的两点和广为人知的STAP技术，E-2D雷达也具有由林肯实验室协力发展的数字波束成型（digital beam forming）能力【1】。
E-2D与E-2C的雷达覆盖范围对比
早在1977年，意识到巡航导弹带来的威胁，美国国防高等研究计划署（DARPA）开始与林肯实验室团队合作发展对抗这类目标的防空系统。一开始计划重点是了解和评估美国本身不同种类的巡航导弹面对苏联防空系统的生存和穿透能力，1982年空军自DARPA转接走计划主导权后，1983年计划名称定为“空中载具生存能力评估计划（Air Vehicle Survivability Evaluation program，AVSE）”。经由早期研究和后来的AVSE计划（1977年~1984年），大量的模拟和实际地面的实验资料，林肯实验室团队了解到不只是巡航导弹本身的雷达低可观测性对于防空雷达系统是挑战，由于巡航导弹普遍飞行在低高度，严重的环境杂波会更进一步使雷达侦测不到目标。在了解和认清这类目标为防空系统带来的挑战后，计划目的之一也加入了设计和发展雷达或红外系统去防御这类威胁。
APY-9雷达具备机械扫描和电子式扫描方式
1983年海军也加入了AVSE计划，海军加入计划的理由与空军不同，希望利用AVSE计划累积起来的数据，协助海军发展舰载雷达防空系统去对抗苏联的巡航导弹威胁。基于此目的，海军与林肯实验室团队在1984年正式开启了“雷达监控技术计划（Radar Surveillance Technology program，RST program）”，一个名为“ 雷达监控技术实验雷达（Radar Surveillance Technology Experimental Radar，RSTER）”的电子扫描阵列（electronically scanned array）雷达因此完成。RSTER雷达工作频段在UHF波段，AVSE计划相关研究指出大部分巡航导弹的低可观测雷达技术（包含外型设计和吸波涂料）在高频的X波段附近较有效，在波长较长的频段效果则不明显，因此UHF波段是对抗这类目标的合适选择之一。最初的RSTER天线由西屋公司（Westinghouse）发展，阵面5米高、10米宽，拥有14排通道（每通道上拥有24个辐射阵子）【2】，具有极低的旁瓣特性。天线水平方向是机械转动，利用低旁瓣来对抗杂讯干扰；垂直方向则是电扫，采用数字自适应凋零技术（digital adaptive nulling）排除干扰源。同时雷达功率发射机也是由西屋公司提供，是Si功率模块全固态发射机，发射机由14个功率模块组成，每个模块尖峰功率10kw，脉冲重复频率为300Hz（通常状态，最高到1200Hz），整个发射机尖峰功率为140kw而平均功率为8.4kw，占空比为6%（Pulse width 200ms搭配PRF 300Hz）。1991年RSTER雷达原型在Katahdin Hill由林肯实验室团队组装完成，测试表明雷达在抑制环境或人为干扰表现上还超乎了当初的开发要求。1992年RSTER雷达在海军在维吉尼亚州的测试场地Wallops Island进型更多项目测试，包含探测、追踪巡航导弹和试验抗干扰能力。RST相关技术最终被用于提升海军的舰载雷达性能。
还在Katahdin Hill时的RSTER雷达
虽然在Wallops Island时RSTER雷达已经多次成功展示在有人为干扰情况下探测和追踪具有低雷达可观测性的巡航导弹，但这些目标和探测场景都是在中高空，位于低空飞行的巡航导弹则由于地面雷达的视界问题，探测距离无法突破地平线。因此海军和高等研究计划署开始研究把RSTER雷达相关的技术用在预警机雷达上，如此可以大幅延升对低空飞行巡航导弹的预警距离。1993年后RSTER雷达开始参与了高等研究计划署（APAR）的“山顶计划（Mountaintop program）”，计划许多的成果实际运用到了后来E-2C雷达的换代计划。
RSTER雷达在山顶计划中一个重要贡献是为后来耳熟能详的“空-时自适应处理（space-time adaptive processing，STAP）”技术蒐集了大量资料打下发展基础。前面提过海军想把RSTER雷达技术用在空中预警机雷达上，但是将雷达搬上空中的挑战是十分巨大的：首先，空中雷达下视时所遇到的环境杂波反射问题将更为严重；在者由于机体高速移动，致使杂波谱大大扩展，导致目标更容易淹没在杂波中；最后，在旁瓣区的干扰源也可分析利用地型的反射或散射使干扰能量也得以进入雷达主瓣造成干扰。上述这些问题促使ARPA开始在山顶计划里进行大量支持STAP技术的实验数据蒐集和发展。在1993年，RSTER雷达从Wallops Island被移去了白沙导弹试验场（WSMR）的North Oscura Peak（NOR），一个海拔约2400米高、距离底层沙漠1200米的悬崖边去模拟空中的预警机雷达。根据林肯实验室团队说法，此处雷达往下看时，反射回的环境杂讯非常严重，因此是个理想的测试地点。这时的RSTER天线转了90度（变为10米高、5米宽），称为RSTER-90，同时因为RSTER-90是架在地面不会移动，实验中还会部属一个“逆相位中心偏置阵列（inverse displaced-phase-center array）”，依次从其线型阵面上的辐射单源发射讯号，其制造的模拟反射杂波与移动的的机载雷达所接收的反射杂波具有相同的时、域特性，因而得以让在地面不移动的RSTER-90雷达能去模拟高速移动的机载雷达遇到的情况。在一次实验场景中，一架目标（F-5战机）在RSTER-90雷达154公里远处，由IDPCA阵列照射的反射杂波从同样距RSTER-90雷达154公里远的Diamond Peak返回并被接收，结果表明如果不使用STAP相关技术处理，目标讯号直接被杂波讯号淹没而无法提取检测。【3】