在1953年，美國海軍開始測試SPS-26三維雷達，是美國海軍第一種三維頻率掃瞄對空搜索雷達；爾後SPS-26實用化的量產型號為AN/SPS-39。在1960年1月進入美國海軍服役。SPS-39有兩種工作模式，第一種是高目標更新速率模式（high data rate），此模式下天線轉速為每分鐘15轉，偵測距離111km；第二種為高角度（high angle）模式，此模式下天線轉速降至每分鐘10轉，偵測距離擴大為300km。SPS-39採用S頻操作（2910~3100.5MHz），波束寬1.1X2.25度，尖峰功率1MW，天線增益39.5dB，脈衝寬度有2.5微秒，脈衝回覆頻率1850 pps，水平迴旋速率為每分鐘15或10轉，天線尺寸為4.24x4.24m，天線重1452kg。

SPS-52A在1969年服役，基本上是SPS-39的 改良版，提高靈敏度與可靠性。進一步大幅改良的SPS-52B在1971年服役，採用固態的接收機與新處理器。SPS-52系列的生產作業直到1989年。在1980年代末期，美國海軍打算以SPS-52全面替換SPS-39，然而配備SPS-39雷達的艦艇卻早已紛紛除役。

SPS-52採用AN/SPA-72頻率掃瞄天線（SPS-52B的天線編號為SPA-72A），由60根線性波導組成，各線性波導之間以蛇形延遲線連接，天線陣列以25度角向上傾斜 ，能產生筆狀、低旁波瓣的窄波束，以改變頻率的方式使波束對垂直方向形成完整覆蓋。SPS-52B以降採用更可靠的數位固態組件 （含接收機/振盪器與處理器等），並以數位式雙重對消器取代原本的類比式目標動態顯示器。SPS-52B採用雙頻道全固態接收機，每個頻道包括一個低聲噪射頻放大器、雙下變頻器、變頻匹配濾波器。而SPS-52的雷達發射機由二級功率放大器組成，採用高增益行波管驅動末級寬頻調速管，鋒值發射功率1000KW，平均發射功率1KW。透過採用固態器件、強化元件屏蔽、改進易故障部位、元件應力降低等措施，SPS-52B/C性能與可靠度大幅提高 。SPS-52B的平均故障間隔時間（MTBF）約189小時，SPS-52C更提高到約216小時（依照1979年的統計），而SPS-39在同時期則只有67.4小時（後來提升為170小時）。SPS-52C的天線重1453kg，下甲板設備重6374kg。

早期SPS-52A的數位計算機為休斯（Hughes）的H-3118，處理雷達天線接收的信號後傳給數位顯示器；後來的SPS-52B換成UYK-15，更新的SPS-52C則換成一具UYK-20。UYK-20電腦賦予SPS-52目標資料處理能力，並與1980年代新威脅提升（NTU）計畫的SYS-1/2整合目標追蹤系統（IADT）連結 ，為IADT的計算機提供目標位置參數。SPS-52C的後端能提供自動接口數據以及雷達視頻，其雷達影像取得與控制群（Video Extractor and Control Group，VECG）包括同步器、動態目標顯示器、雜波跟蹤器來完成自動目標探測工作，最多能儲存同一目標軌跡的連續九筆接觸資訊，產生的雷達視頻顯示在平面位置顯示器與距離/高度顯示器上。SPS-52C具有自動與人工操作模式：在自動模式下，SPS-52C雷達的雷達自動接口數據直接提供給IADT（IADT負責融合艦上所有的雷達數據），而IADT則將門限控制數據傳給SPS-52C；在自動模式下，SPS-52C可由IADT或其他後端系統來控制自動探測與追蹤作業並呈現在雷達顯示器上。在人工操作模式下，SPS-52C以傳統方式獨立運作，後端只顯示本身的雷達影像。

SPS-52除了與SPS-39相同的高目標更新速率與高角度偵測模式外，還增加長程（long range）搜索模式與目標動態指示（ Moving Target Indicator，MTI）。SPS-52的主要運作模式是高角度模式，此時波束俯仰覆蓋範圍為0~45度（SPS-52B為0~41.6度），最大偵測距離約296km，天線轉速為每分鐘10轉；在高目標更新速率模式下，天線轉速為每分鐘15轉，最大偵測距離約180km，波束俯仰 覆蓋範圍亦為0~45度（SPS-52B為0~41.6度），用於追蹤快速接近或突然從雷達視野下方冒出（pup up）的目標；在長程模式下，天線轉速進一步降為每分鐘7.5轉，波束俯仰範圍限制在13度以內，形成大能量的脈衝寬度，最大偵測距離進一步擴大為450km，而在特殊的極長程搜索模式下更進一步降為4.5度。至於MTI模式則用於遭受強烈干擾（如惡劣氣候或海象）的運作環境 ，雷達轉速為每分鐘15轉，偵測距離約110km，波束俯仰覆蓋範圍0~38度。SPS-52C的脈衝寬度有2.5/4.6/10微秒等選擇。

SPS-39/52裝備於美國海軍在1960年代建造的亞當斯級飛彈驅逐艦上，也曾出現在早期的塔拉瓦級兩棲攻擊艦上；不過同時期美國海軍主要飛彈巡防艦、巡洋艦與航空母艦等，都逐漸採用功率更大、偵測距離更遠的AN/SPS-48三維頻率掃瞄雷達。此外，SPS-52系列還曾出口西班牙、義大利、日本（SPS-52C）、泰國（SPS-52B/C）。最後SPS-39/52系列在美國海軍完全被SPS-48E所取代。