Локатор AN/APO-120(V)-5
Как уже говорилось, первоначально немецкая сторона намеревалась закупать «Фантомы» в одноместной конфигурации. Однако в дальнейшем было решено приобрести двухместный вариант самолета, сохранив, тем не менее, более простое оборудование и вооружение одноместной машины. Двухместный истребитель получил новое обозначение F-4F.
Первая серийная машина для «Люфтваффе» поднялась в воздух с заводского аэродрома в Сент-Луисе 18 мая 1973 г., а изготовление последнего F-4F завершилось в апреле 1976 г. Восемь (по другим данным — 12) первых самолетов использовались для переучивания личного состава Люфтваффе в США. Позже семь из них перегнали в Германию, а для обучения новых пилотов Люфтваффе (этот процесс было решено организовать в США на постоянной основе) задействовали американские самолеты F-4E. Оставшийся в США единственный F-4F некоторое время использовался в испытательных целях, но в 1982 г. также был «отпущен» в Германию.
Истребитель F-4F, в отличие от F-4E, не имел фюзеляжного топливного бака N7. Крыло самолета, как и на последних F-4E, было оснащено щелевыми предкрылками, однако фиксированный предкрылок на горизонтальном оперении отсутствовал. На самолете отсутствовала и система дозаправки в воздухе — для Люфтваффе сверхдальние перелеты казались неактуальными (впрочем, позднее это оборудование все же вернулось на немецкие «Фантомы»). Планер немецкого «Фантома» удалось облегчить на 1500 кг по сравнению с F-4E поздних серий. Его масса составила 13300 кг, т.е. лишь немного больше, чем у самолета F-4C. Высокая тяговооруженность истребителя (0,76 при нормальной взлетной массе 21500 кгс), достигнутая за счет облегчения конструкции, заметно повысила маневренные характеристики машины по сравнению с F-4E (особенно с самолетами раннего выпуска, не имеющими предкрылка).
Пара ракет «Сайдуиндер» AIM-9B на пилоне AERO-3B
F-4Fиз состава 71-го истребительного крыла, вооруженный четырьмя AIM-9B
«Фантом» — буксировщик воздушных мишеней. «Конус» выпускался тросом длиной 4000 м, позволяя проводить учебную стрельбу при активном маневрировании в воздухе
Германский истребитель был оснащен модернизированной БРЛС AN/APQ-120(V)5, несколько упрощенной по сравнению с исходным радаром и не имеющей режима радиолокационного подсвета воздушных целей, необходимого для применения ракет класса «воздух-воздух» с полуактивным радиолокационным самонаведением. Это автоматически исключало из «арсенала» F-4F ракеты средней дальности типа AIM-7 «Спэрроу» — основное оружие остальных истребителей типа «Фантом». Радиолокационная станция не могла «работать» и по маловысотным воздушным целям на фоне земли.
Самолет был оснащен системой предупреждения об облучении, способной определять сигналы только импульсных радиолокационных станций противника, что ограничивало круг обнаруживаемых целей и уменьшало выживаемость в бою. Вот почему в левой передней подфюзеляжной нише, предназначавшейся для размещения УР «Спэрроу», теперь подвешивался контейнер с активной станцией РЭБ.