Digitaalinen Doppler on signaalinkäsittelytekniikka, joka käyttää Doppler -tehostetta esineiden nopeuden laskemiseen. Armeija kehitti alun perin digitaalisia Doppler -tekniikoita tutkoille, joita käytettiin kohteiden jäljittämiseen, etsimiseen ja valaisemiseen. Digitaalisen laskennan kustannusten laskiessa Doppler-tutkojen siviilisovellukset ovat yleistyneet, kuten Pulse-Doppler-tutkan olennainen rooli sääennusteissa. Digitaalisia Doppler -kuvantamistekniikoita käytetään myös yhä useammin eri lääketieteen aloilla.
Doppler -vaikutus on olennaisesti liikkeen kohteena heijastaman signaalin taajuuden muutos. Tarkkailijaa kohti liikkuvan kohteen heijastaman signaalin taajuus on korkeampi kuin alkuperäisen signaalin taajuus. Tarkkailijan etääntyvän kohteen heijastaman signaalin taajuus on pienempi kuin alkuperäisen signaalin taajuus. Tämä Doppler -siirtymäilmiö voidaan tallentaa signaalin taajuuden kasvaessa tai vähentyessä suhteessa alkuperäiseen signaaliin ajan myötä. Seuraavia taajuuden muutoksia käytetään laskemaan kohteen nopeus suhteessa tarkkailijaan.
Tietokoneita käytetään digitalisoimaan kerätyt tiedot, kun jokainen signaali lähetetään, heijastuu ja vastaanotetaan. Yksinkertaisimmassa muodossaan Doppler -tutka lähettää sähkömagneettisen aallon kohteeseen. Kosketuksessa aalto hajaantuu ja osa aallosta heijastuu takaisin tutkaan. Digitaalinen Doppler -vastaanotintietokone ottaa näytteitä heijastuneesta aallosta ja laskee vaihesiirron lähetetystä aallosta määrittäen taajuuden muutoksen. Kohteen nopeus voidaan laskea taajuuden muutoksista, vaikka etäisyyttä ja kohteen suuntausta ei voida määrittää.
Tietokoneiden nopeuden ja tallennustilan koon parantuessa myös niiden kyky käsitellä lisää Doppler -vuorosta saatavia tietoja. Esimerkiksi nopeammat tietokoneet voivat hallita mikroaaltopulssien nopeasta lähettämisestä saatuja tietoja yksinkertaisen jatkuvan aaltosignaalin sijasta. Aikaviive pulssin palautumiselle kohteesta voidaan laskea samoin kuin palautetun signaalin voimakkuus. Tämä mahdollistaa kohteen sijainnin ja tiheyden määrittämisen yhdessä sen suhteellisen nopeuden kanssa. Tyypillisesti nämä Pulse-Doppler-tutkat skannaavat 360 astetta tutkan ympäri eri korkeuksilla, ja digitaaliset Doppler-tietokoneet muodostavat yhdistetyn tiedon.
Weather Doppler käyttää Pulse-Doppler-tutkaa tutkimaan myrskyjen liikkeitä ja sateiden voimakkuutta. Vesipisarat pilvissä ja sateessa heijastavat sähkömagneettisia aaltoja. Digitaalista Doppler -käsittelyä voidaan siten käyttää lähestyvän myrskyjärjestelmän nopeuden ja voimakkuuden määrittämiseen pilvien liikkeen nopeuden perusteella. Aallot, jotka heijastuvat tiheästä rakeesta tai rankkasateesta, ovat voimakkaita, kun taas lumi ja tihkusade toimivat enemmän kuin seulat, vaimentavat ja hajauttavat aaltoja ja johtavat heikompiin signaaleihin. Pulssiaikaviiveanalyysin avulla voidaan määrittää myrskyn tarkka sijainti sekä sateen tyyppi.
Tietokoneet esittävät tiedot kahden tyyppisissä Doppler -kartoissa. Heijastavuuskartassa sateetiedot on värikoodattu voimakkuuden mukaan ja asetettu sijainnin osoittavalle maantieteelliselle kartalle. Toinen Doppler -kartta näyttää myrskyn säteittäisen nopeuden, jota voidaan käyttää tuulen suunnan määrittämiseen. Vakavat sääjärjestelmät, kuten hirmumyrskyt, supersoluiset ukkosmyrskyt ja tornadot, jättävät Doppler -nopeuskarttoihin merkkejä, jolloin ennustajat voivat antaa ankaria säävaroituksia.
Siviilidoppler -valmistajan innovaatiot ovat tehneet tekniikastaan käytännöllisen lääketieteen alalla. Yksi tällainen sovellus on sydämen ultraäänitutkimus, joka testaa verisuonten verenkiertoa. Samoin 3D-Doppler-sikiön sonogrammit ovat saamassa suosiota, koska niiden avulla vanhemmat ja lääkärit voivat visualisoida korkean resoluution kuvia sikiöstä, joka liikkuu kohdussa.