Phalanx CIWS được thiết kế để trở thành tuyến phòng thủ cuối cùng chống lại tên lửa chống hạm. Do tiêu chí thiết kế trên, tầm bắn hiệu quả của nó rất ngắn so với tầm bắn của các tên lửa chống hạm hiện đại, từ 1 đến 5 hải lý (2 đến 9 km). Giá đỡ súng di chuyển với tốc độ rất cao và có độ chính xác cao. Hệ thống này cần rất ít năng lượng từ tàu, giúp nó vẫn có khả năng hoạt động bất chấp những thiệt hại tiềm ẩn đối với con tàu. Nguồn năng lượng cần thiết duy nhất để nó hoạt động là nguồn điện ba pha 440 V AC ở tần số 60 Hz và nước (làm mát thiết bị điện tử). Để đảm bảo hoạt động đầy đủ (bao gồm một số chức năng không cần thiết), nó cũng cung cấp năng lượng cho la bàn định hướng thực của tàu và 115 V AC cho hệ thống con WinPASS. WinPASS (Windows-based Parameter Analysis and Storage Subsystem) là một hệ thống máy tính thứ cấp được tích hợp trong trạm điều khiển cục bộ, cho phép các kỹ thuật viên thực hiện các bài kiểm tra khác nhau trên phần cứng và phần mềm của hệ thống nhằm mục đích bảo trì, khắc phục sự cố. Nó cũng lưu trữ dữ liệu từ bất kỳ hoạt động tương tác nào mà hệ thống tiến hành để có thể phân tích sau này.

Hệ thống radar

Phalanx có hai ăng-ten hoạt động cùng nhau để tiêu diệt các mục tiêu. Ăng-ten đầu tiên, để tìm kiếm, nằm bên trong phần bảo vệ radar (trên cùng của phần sơn trắng). Hệ thống con tìm kiếm cung cấp thông tin, phạm vi, vận tốc, hướng và độ cao của các mục tiêu cho máy tính. Thông tin này được phân tích để xác định xem đối tượng được phát hiện có cần phải đánh chặn bởi hệ thống CIWS hay không. Khi máy tính xác định được mục tiêu đó là nguy hiểm (xem chi tiết bên dưới), bệ đỡ di chuyển hệ thống đối mặt với mục tiêu và sau đó chuyển mục tiêu cho ăng ten theo dõi. Ăng-ten này có thể theo dõi rất chính xác mục tiêu nhưng tầm theo dõi nhỏ hơn so với ăng-ten tìm kiếm. Hệ thống con tiếp tục theo dõi, quan sát mục tiêu cho đến khi máy tính xác định rằng xác suất bắn trúng mục tiêu là tối đa và sau đó, tùy thuộc vào điều kiện của sĩ quan vận hành, hệ thống sẽ tự động khai hỏa ở khoảng cách 2 km hoặc đưa ra tín hiệu khai hỏa cho người điều khiển. Trong khi bắn 75 viên đạn mỗi giây, hệ thống sẽ theo dõi các viên đạn đang được bắn ra và 'đưa' chúng đến mục tiêu.[12]

Hệ thống điều khiển súng và đạn dược

Biến thể Block 0 có bệ đỡ được điều khiển bằng hệ thống thủy lực, tốc độ bắn của biến thể này là 3,000 viên/phút và có thể chứa 989 viên đạn trong hộp đạn.[3] Biến thể Block 1 tuơng tự như biến thể Block 0 ngoại trừ hộp đạn của nó có thể chứa tới 1,550 viên. Các biến thể Block 1A và mới hơn đã thay thế hệ thống thủy lực bằng hệ thống điều khiển bằng khí nén, tốc độ bắn được nâng lên thành 4,500 viên/phút với hộp đạn 1,550 viên. Sơ tốc của đạn vào khoảng 3.600 ft/s (1.100 m/s). Các loại đạn được sử dụng là đạn xuyên giáp tungsten hoặc uranium nghèo. Đạn 20 mm được thiết kế để phá hủy khung của tên lửa và làm cho nó mất khả năng điều khiển, nhằm để các mãnh vỡ của vụ nổ gây sát thuơng thấp nhất, giảm thiểu thiệt hại mà tên lửa gây ra. Hệ thống tiếp đạn gồm có hai băng chuyền. Một đưa các viên đạn ra khỏi hộp tiếp đạn vào pháo; một lấy vỏ đạn hoặc các viên đạn chưa được bắn sang đầu đối diện của hộp tiếp đạn.

Các viên đạn được bắn bởi hệ thống Phalanx có giá khoảng 30 đô la mỗi quả và mỗi hệ thống thường bắn 100 viên trở lên khi tấn công mục tiêu.[13]

Phuơng thức nhận diện mục tiêu

CIWS không có hệ thống nhận dạng được bạn hay thù, còn được gọi là IFF. CIWS chỉ có dữ liệu mà nó thu thập được theo thời gian thực từ các radar để quyết định xem mục tiêu có phải là mối đe dọa hay không và đánh chặn mục tiêu đó. Một vật thể phải đáp ứng nhiều điều kiện để CIWS coi nó là một mối đe dọa. Các điều kiện này bao gồm:

1. Phạm vi của mục tiêu tăng hay giảm có liên quan đến con tàu? Hệ thống chỉ tấn công một mục tiêu khi nó đang đến gần tàu.
2. Vật thể có khả năng va chạm với tàu không? Nếu nó không đi thẳng vào con tàu, hệ thống sẽ xem xét quỹ đạo của nó so với con tàu và vận tốc của nó. Sau đó, nó quyết định xem vật thể vẫn có thể thực hiện động tác tấn công vào tàu hay không.
3. Có sự thay đổi giữa vận tốc cực đại và vận tốc tối thiểu? Hệ thống có khả năng tấn công các mục tiêu di chuyển với nhiều dải tốc độ khác nhau; tuy nhiên, hệ thống có giới hạn vận tốc tối đa của mục tiêu mà nó có thể đánh chặn được. Nếu mục tiêu vượt quá tốc độ này, hệ thống sẽ không tấn công vào mục tiêu đó. Nó cũng có giới hạn vận tốc tối thiểu của mục tiêu và sẽ không tấn công mục tiêu nào dưới vận tốc đó. Sĩ quan vận hành có thể điều chỉnh giới hạn tối thiểu và tối đa trong hệ thống.

Có nhiều hệ thống con khác cùng hoạt động với hệ thống để đảm bảo hiệu quả. Phải mất sáu đến tám tháng để đào tạo một kỹ thuật viên để bảo trì, vận hành và sửa chữa một hệ thống Phalanx.