由於這一新型直升機驅逐艦主要用作航空平臺，因而其裝備的一系列強大的武器裝備主要用於進行防衛。主要的武器系統如下。
▲ “日向”級驅逐艦裝備的一系列強大的武器系統主要用於防衛，而其作戰能力則主要由艦載的SH-60J和SH-60K反潛直升機提供。兩型直升機均由美國海軍SH-60“海鷹”直升機改進而來，三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）獲得了兩型機的生產許可。其中，SH-60K反潛直升機於2005年引進。圖為一架SH-60J反潛直升機。
Mk 41垂直髮射系統
每艘“日向”級驅逐艦都裝備了兩組八聯裝Mk 41垂直髮射系統模塊，並排安裝在飛行甲板右舷靠近艦艉的地方。發射單元既可用於發射改進型“海麻雀”艦對空導彈，又可用於發射“阿斯洛克”（Anti-Submarine Rocket，ASROC）反潛導彈，其中每個發射單元可裝填4枚改進型“海麻雀”導彈。理論上，其中4個發射單元共裝填16枚改進型“海麻雀”導彈，其餘12個發射單元裝填“阿斯洛克”反潛導彈。
▲ 圖為“伊勢”號上安裝的Mk 41導彈垂直髮射系統。該系統共有2組，每組有8個發射單元。標準配置為16枚改進型“海麻雀”導彈，每個發射單元裝填4枚，以及12枚“阿斯洛克”反潛導彈。該系統位於飛行甲板尾部，其所佔用的空間本可用於進行直升機作業。
改進型“海麻雀”短程導彈是列裝已久的RIM-7“海麻雀”導彈的改進型，而後者又是由AIM-7“麻雀”空對空導彈衍變而來。改進型“海麻雀”導彈重約300千克，長約3.7米，主要用於提供點防禦能力，打擊反艦導彈。與其原型相比，改進型“海麻雀”導彈配備了更強的發動機，飛行速度更快，機動能力更強，射程更遠，此外，還採用了推力矢量控制技術和新的制導技術，其有效射程超過30千米，因而還具備區域防空能力，而區域防空任務此前由中程導彈擔負。4枚改進型“海麻雀”導彈可裝入一個Mk 25導彈貯運發射箱內，Mk 41垂髮系統的每個發射單元可容納一個導彈貯運發射箱。
對於距離艦艇較遠的目標，在驅逐艦上的魚雷發射管射程達不到，而派出直升機對其進行攻擊又不是最佳選擇時，會使用“阿斯洛克”反潛導彈，利用其攜帶的反潛魚雷戰鬥部對其進行打擊。這一導彈系統利用火箭的推力將魚雷推送至目標附近，入水後就如通常的魚雷一樣對目標展開攻擊。在剛引進時，美國海軍將“阿斯洛克”反潛導彈裝備在一種特製的八聯裝瞄準式發射器上，但後來又在其基礎上研發了可垂直髮射的Mk 41垂髮系統。“阿斯洛克”反潛導彈可裝入Mk 41垂髮系統中的Mk 15導彈貯運發射箱內。當攜帶一枚標準的美製Mk 46輕型反潛魚雷時，反潛導彈的重量為750千克，長度略超過5米。最大射程說法不一，在10千米至20千米之間。雖然“日向”號和“伊勢”號上裝備的反潛導彈目前攜帶的是美製Mk 46魚雷，但是在不久的將來將可能攜帶日製97型魚雷。
其他艦載反潛裝備
雖然OQQ-21聲吶系統發現的潛艇目標主要由艦載直升機和“阿斯洛克”反潛導彈進行打擊，但該級艦還裝備了兩具三聯裝HQS-303魚雷發射管。這兩具魚雷發射管安裝在4號甲板左右兩舷的魚雷室內，用於近距反潛防衛。
▲ “日向”級驅逐艦裝備了兩具三聯裝反潛魚雷發射管，用於近距離防衛。兩具魚雷發射管位於4號甲板一層，通常使用吊門將其隱藏在艦體內，以利於降低艦艇雷達信號特徵。
日本自主研製的4型拖曳式誘餌系統為其提供了另外一層防護。其工作原理是利用發聲器對逐漸靠近艦艇的魚雷進行迷惑。該系統可通過艦艉左舷的兩處開口吊放下去，進行拖曳作業。
“密集陣”近防武器系統
在反艦導彈成功穿透改進型“海麻雀”導彈構築的屏障後，兩座Mk 15 Block 1B“密集陣”近防武器系統將對其進行近距打擊。這兩座“密集陣”近防武器系統分別位於飛行甲板右舷艦艏處和艦艉左舷的舷臺上。六管20毫米“加特林”式機關炮配備了Ku波段搜索和跟蹤雷達，這兩部雷達置於一個特製的雷達天線罩內，一旦發現目標，可自動引導機關炮進行攻擊。天線罩會隨底盤轉動，但分開安裝的兩部雷達的天線均可獨立轉動。底盤可橫向旋轉310°，縱向俯仰角度則在-25°至80°之間。射速4500發/分鐘，升級後的射程在原有基礎上增加了約1.5千米。相配套的電子和機械設備置於底盤基座內，使得該系統能夠作為一個獨立的整體進行安裝。
▲ 2011年7月，“日向”號（DDH-181）和“伊勢”號（DDH-182）在編隊航行。圖中可見飛行甲板右舷艦艏處的“密集陣”近防武器系統。緊接著“密集陣”近防武器系統前方的是一挺可手動操控的12.7毫米機槍，用於打擊非對稱水面威脅。
美國海軍自1980年開始列裝“密集陣”近防武器系統以來，已對其進行了多次改進。最新的Block 1B型在一側安裝了紅外成像傳感器，增強了在海面雜波干擾條件下對低空目標的跟蹤能力。因而，其能夠有效打擊小型水面目標，如恐怖分子或海盜駕駛的快艇。近期還對機炮系統進行了一些改進，減小了射彈散佈，增強了整體穩定性，此外，已研製出了殺傷力更強的彈藥，增大了擊毀目標的概率。
12.7毫米機槍
雖然最新型“密集陣”近防武器系統在打擊非對稱水面威脅方面的能力有了提高，但是艦上另外裝備的一些可手動操控的12.7毫米機槍進一步增強了打擊非對稱水面威脅的能力，使艦艇周邊的大片水域得到了更好的保護。裝備的這些12.7毫米機槍每分鐘射速約為450至550發，有效射程近1.5千米。日本可能會適時將其換裝為更先進的遙控型機槍。
▲ “日向”號（DDH-181）與美國海軍航母“喬治·華盛頓”號（CVN-73）編隊航行時的航拍圖。在航母艦載機滿裝時，“日向”號與航母的區別就非常顯而易見。雖然“日向”號具有的準航母特徵已引起了廣泛關注，但是其航空作戰能力是由數量有限的直升機構成的。在執行反潛作戰和人道主義任務時，該艦可作為指揮艦，行使指揮控制職能，這同樣也是“日向”號一個非常重要的功能。
在日本海上自衛隊中，兩艘“日向”級直升機驅逐艦現在都已具備了作戰能力，其中，2009年11月，“日向”號在對其艦對空導彈進行測試時，成功摧毀了多架無人機靶機。近年來，日本在全球範圍內的非戰爭軍事行動日益增多，在執行此類任務中，“日向”級驅逐艦被寄予了厚望。
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