FCS-2
射撃指揮装置2型-21は砲の管制に特化したタイプであり、「Lowタイプ」と呼ばれる。
基本的には、試作機をもとにレドームを廃して追尾レーダー部のみを独立させた構成であるが、最大の変更点として、安定化方式の改正がある。従来の国産FCSは、68式、72式、FCS-2試作機と、いずれもスタビライザで機械的に水平面を作る方式であったが、本機では、照準線(LOS)を電子的にスタビライズする方式に変更された。これはアメリカ製のMk.56 砲射撃指揮装置では用いられており、国産機では経験・実績がなかったものの、試作を経ることなく実現の目処がついた。レドームが廃されたこともあり、光学照準器は別体ではなく、方位盤の右側面に装備する形式とされた。また新たな試みとして、テレビ画像による目標自動追尾方式(TV追尾)が採用された。
追尾レーダーのアンテナとしては、52DD用のFCS-2-21Aでは試作機と同様のカセグレン式が踏襲されたが、52DE用に開発されたFCS-2-21Bでは、艦が対空捜索レーダーをもたないこともあって捜索機能の付与が求められたことから、パッシブ・フェーズドアレイ(PESA)方式に変更された。水平方向の走査は方位盤の旋回により行う一方、俯仰方向の走査は電子的にレーダービームを指向して行うという1次元フェーズドアレイ方式とされた。なおFCS-2-21では、レーダー送信管はマグネトロンとされた。
当時、海上自衛隊としても技本としても確たるフィールド・データを持っておらず、公刊学術データを基に設計製作していたが、実際には日本近海の冬季におけるシークラッターは1,000倍(30 dB)も大きく、目標追尾が安定しないというトラブルが生じた。またレーダーアンテナや増幅器、武器管制コンソール、ソフトウェアにも不具合が相次ぎ、システムは満身創痍の状態となった。
度重なる改修にもかかわらず、この状態は1977年に入っても解決せず、2・3月にかけての対電子対策(ECCM)性能試験、追尾・射撃試験では満足な成果を得ることはできなかった。特に簡易曳航標的への水上射撃試験では追尾が標的から外れた結果、クラッターの影響もあって弾着が曳航艦のほうに移動していくという状況が発生、続いて行われた対空射撃試験では、試験艦「あづま」から発進した低速ドローンを撃つはずが、またしても追尾がドローンから外れた上に、射界外にいた「あづま」をロックオンしてしまい、2斉射4発の射弾が同艦のマストをかすめるという最悪の事態に至った。
この情勢を受けて、実用実験隊(現在の艦艇開発隊)では、実用試験の継続は困難との意見が台頭するに至った。ポスト4次防艦ではFCS-2の搭載が予定されていたが、開発失敗に備えて、しらね型で採用されたWM-25や、そのアメリカ版であるMk.92、イギリスのSAPHIRE、スウェーデンの9LV200、更にはFCS-1のデジタル化版や、81式短距離地対空誘導弾のFCSの派生型(1面回転式PESAを使用)なども俎上に載せられる状況であった。特に81式短SAM派生型については、揚陸艦に仮装備してのデモンストレーションも検討されたが、これは実現しなかった。