11D 导弹与 发射架结构图
与此同时，针对“扇歌”雷达的改进工作也在同步进行。随着 RSN-75 型 N 波段制导雷达和与之搭配的 13D 导弹都性能已经趋于成熟。1958 年底，在 S-75“德维纳”投入生产一年之后，新型 S-75N“德斯纳”系统也开始投入生产，次年 5 月 22 日装备部队。按照 1958 年生产计划，需要生产 130 个营的装备，包括 78 套“德维纳”系统、950 枚 11D 型导弹和 52 套“德斯纳”系统和 700 枚 13D 型导弹。
13D 导弹，助推火箭的尾喷口与 11D 不同
13D 导弹的尾喷口
11D 导弹的尾喷口
当 S-75 系统于 1957 年大批量生产时，部队就提出要求，希望能获得射程更远、射高更高的武器来对付比 U-2 飞的更高的侦察机。为了满足这一需求，有人提出设计全新的 S-175 系统，但设计新型防空导弹系统不但需要投入大量金钱，而且研制周期也很长。权衡再三，苏联国土防空军决定继续在 S-75 系统上进行现代化改装来满足部队需求，这就是后来的 S-75M“沃尔霍夫”系统。该系统于次年 6 月 4 日立项，主要目标是拦截高空高速空中目标，为此分别研制了两种型号的新型导弹：17D 和 20D。
20D 导弹
20D 导弹在外观上的变化
17D 型的二级火箭部分采用冲压式喷气发动机取代了过去采用的液体燃料火箭发动机，与之前的型号相比，17D 不再需要加注氧化剂，携带燃料重量减轻了三分之二，维护流程大大简化，飞行速度和高度都有了很大提高。但该方案过于超前，设计过程中遇到很多瓶颈，因此迟至 1960 年 1 月 23 日才进行第一次发射试验，而此时 20D 型导弹早已定型交付使用。到 1962 年夏天，17D 前后进行了 40 次发射试验，为同样采用冲压喷气模式的 19D 和 22D 型导弹的研制积累不少研制经验。
使用冲压发动机的 17D 导弹
17D 导弹
结构图
外形更加奇特的 22D 导弹
22D 导弹结构图
相比前者，20D 型导弹的设计比较保守，外观上和之前的型号没有差别，但几乎所有的内部零件都被重新设计了一遍。S-75M 系统的另一个重要目的就是提高导弹在强电磁干扰条件下的跟踪能力，为此研制了新型 RSN-75V 跟踪雷达（北约编号“扇歌 E”）。与老式“扇歌”相比，“扇歌E”安装了“Biser-M”大功率磁控管和一对新型铅笔波束扫描天线，其在敌方投放干扰箔条的条件下进行动目标追踪能力得到显著增强；工作模式除了手动、自动之外还增加了适合对抗敌方电子干扰的手动/自动混合模式。“扇歌 E”最多可以同时跟踪 6 个空中目标。
“扇歌 E”雷达车
“扇歌 E”
宽波扫描模式
