新作战任务的挑战
第四代防空导弹系统面临的新作战任务很多，如ATBM、反空中警戒和控制平台（如美国的E-3）、反有源干扰机（如美国的EA-6B）、反巡航导弹、反隐身飞机等，其中技术挑战性最大、最受重视的是ATBM。可以说，是否将有效的ATBM能力作为设计要求是第四代中远程防空系统与三代系统的最大区别之一。对第四代防空导弹系统来说，也正是ATBM任务的挑战最有力地促进了它革命性的技术进步，具体说来，ATBM给传统的防空系统带来的技术挑战主要有以下几个方面：
1）目标探测与跟踪方面：与飞机相比，TBM具有很高的飞行速度和独特的飞行轨迹，而且现代TBM已经或多或少地采用了隐身、弹头机动、施放诱饵、施放干扰等多种突防措施。所以ATBM能力首先要求为防空系统提供信息的雷达能对它进行探测、识别与跟踪（有的还能够与侦察卫星进行联网以获取目标信息）。具体而言，探测雷达在远距离上要有足够高的分辨率以分辨出TBM类型目标的长度、有足够远的搜索距离（最少应不低于300千米，如美国用于反导霍克系统试验的改进型TPS-59雷达对于高空TBM最大监视距离达到了740千米，改进前则为550千米）、和良好的快速跟踪能力（因此相控阵雷达必将成为第四代防空系统的典型装备）；信号处理和数据处理单元要能够从诱饵、碎片等中间识别出TBM弹头之类小型目标、具有比常规防空导弹系统高得多的数据处理能力以精确描绘和预测TBM飞行弹道——如美国PAC-3I的控制计算机处理速度就比PAC-2高4倍，存储容量高8倍；要有专用的作战软件自动生成并执行针对性的弹道拦截方案等，因此第四代防空导弹系统依赖于智能控制理论，其典型硬件特征将是人工智能计算机，并采用神经网络处理和专家系统等先进技术；
2）导弹的精确制导方面：由于TBM的弹头的体积比大多数固定翼飞机小得多，拦截导弹只有具有足够高的制导精度才有可能摧毁弹头。通常认为有效执行ATBM任务（摧毁弹头）要求制导精度在3米以内（三代防空导弹的水平一般在8米左右），最好是能够可靠地保证对TBM弹头进行直接碰撞杀伤。这要求导弹中段的INS/上行数据链和相应的飞行控制指令有足够高的精度，确保导弹精确地按照预定的最佳弹道飞行；在末制导方面，三代防空导弹采用的TVM（Tracking-Via-Missile，通过导弹跟踪）寻的方式的精度和抗干扰能力都不能满足ATBM的需要，导弹导引头本身要能更多更快地提供和处理的目标信息、能够对导弹机动、引信和战斗部动作进行最佳控制等。因此有ATBM作战要求的第四代防空导弹将普遍采用最优化弹道、采用高精度中段INS/上行数据链（Up-Link）与末段主动雷达导引头（且其获得的数据由弹载计算机自主处理）、使用先进的可编程弹载计算机系统等保证各种条件下的高制导精度，有的为了保证多任务的适应性或提高制导精度，采用多模末段导引头（如箭-2导弹为红外+主动雷达末制导、德国力主在"中程扩展防空系统"/MEADS所采用的PAC-3导弹上使用35G赫兹毫米波主动雷达+辅助红外末制导（美国Raytheon公司则主张采用主/被动双模雷达导引头）、THAAD的动能拦截器采用毫米波主动雷达+红外寻的等；
3）导弹的引信与战斗部配合方面：TBM与拦截导弹之间的相对速度通常很高，且弹头目标体积较小，一些三代防空导弹采用的无线电引信在这种情况下往往会出现较大盲区，其启动概率显著下降，因此可能使导弹对目标失去反应；而它们的战斗部一般是均匀飞散的破片杀伤型，在脱靶量较大时对目标杀伤能力很有限，且与引信配合的精度难以对付TBM这样的高速目标。因此ATBM能力要求导弹引信能够适应更大的相对速度（至少在4 000米/秒以上）和更大的弹-目交汇角度范围、能够获取更多的弹-目相对运动信息和目标类型信息、能够对目标要害部位（如弹头）进行识别、能够与导引头和具有多种攻击方式的新型战斗部配合以自动确定战斗部的最佳起爆时间和起爆方式、具有更高的抗干扰能力等。因此有些第四代防空导弹采用了新型引信（如收/发分离天线、辅助静电引信等）和具有多点起爆能力的定向战斗部等，采用这种杀伤方式必须注意保证足够的破片能量（一种解决方法是加大每块破片质量，如原爱国者导弹破片质量为2克，而拦截"飞毛腿"的PAC-2则达到45克）；但是如果能够确保直接碰撞杀伤，则可以取消专用引信和传统战斗部；
4）导弹的机动性方面：TBM的高速性能要求导弹在主动段内具有至少40g的机动过载以最快地调整到最佳攻击弹道，在末段则能够在导引头的控制下快速改变指向。而第三代某些垂直发射的防空导弹尽管燃气舵进行姿态调整，但较大的体积和基本依赖空气动力的控制方式使其末段机动能力很有限，无法有效对付TBM这样的高速目标。因此第四代防空导弹通常将传统控制舵面与推力矢量控制技术结合（后者包括燃气舵和侧向推力系统）以提高导弹机动性，并依据导引头指令进行末段推力矢量控制，提高导弹在末段的制导精度并保证最佳的交汇姿态。综上所述，第四代防空导弹系统与第三代相比在技术上必须有跨越式的进步，因此发展第四代防空导弹系统需要很强的技术实力。从目前公开的报道来看，还只有美国、俄罗斯与西欧已经完全具备了研制第四代防空导弹系统的技术能力。
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S-400系统的一种探测雷达
在2001年MAKS（莫斯科航空航天博览会）上，俄罗斯首次展出了将用于S-400系统的96L6探测雷达。该雷达由俄罗斯LIRA/"里拉"设计局研制，工作在C波段（此波段的频率范围在4—8G赫兹），俄罗斯宣称该雷达具有很好的探测隐身巡航导弹和隐身飞机的能力。
96L6雷达的研制始于20世纪80年代中期，当时Almaz设计局便提出了对S-400系统的防空监视雷达的总体要求，在研制阶段又提出了全高度探测的技术要求。里拉设计局在完成雷达样机探测和跟踪雅克-52训练机的试验后，在1988年决定采用宽带雷达技术以实现全高度探测能力，为此，该设计局进行了大量研究，建立了弱反射信号数据库，并成功研制出运算速度高达100亿次每秒的信号处理机和其它硬件。
1991年，全高度探测雷达的样机研制成功，1992年初投入使用，在同年四月进行的试验中证明其可以有效探测低空目标。1997年，该系统的模型在当年的MAKS上进行了展出，该雷达也能够与S-300PMU协同作战，目前已经取代了S-300PMU1的90ZH6E导弹武器系统中的低空补盲雷达76N6，在S-300PMU2的90ZH6E2导弹武器系统中作为三坐标目标搜索指示雷达使用。
96L6雷达可以架设在地面工作，也可以在40V6M或40V6MD塔上工作，两者高度分别为22米和30米。它具有环视搜索、扇区搜索和低空目标搜索三种工作状态，雷达天线转动速度为15圈/分（即数据更新率4秒），探测距离5—300千米（在300千米距离上可发现1000米高度的目标），可以同时跟踪100个以上的目标，探测目标速度范围为8.3米/秒—2 750米/秒，探测高低角范围0—60度，从发现目标到获得数据的时间为12秒（高低角小于1.5度时）或21秒（高低角大于1.5度时），并且具有很低的虚警率。
96L6雷达操作简易，并具有良好的可靠性和可维护性，正常情况下只需要3名操作人员，大修前的服役年限和工作时间分别为10年和12 000小时，总服役年限草果30年，总工作时间可达25 000—30 000小时。该雷达反应速度相当快，处于战斗阵位时接通时间小于3分钟，待机状态下接通时间则不超过40秒。
从目前公开资料看，96L6雷达最大的技术特点在于其全高度探测能力和数据处理能力，但它仅仅是一种直接用于导弹武器系统的雷达，并非S-400导弹防空系统的高级探测系统。目前对于S-400全系统的探测雷达体系外界了解很少，因此应当给予进一步关注。