Digitalni Doppler je tehnika obrade signala koja koristi Dopplerov efekt za izračunavanje brzine objekata. Prvotno je vojska razvila digitalne Doppler tehnike za radare koji se koriste za praćenje, traženje i osvjetljavanje ciljeva. Kako su se troškovi digitalnog računalstva smanjili, civilne primjene Doppler radara postale su uobičajene, kao što je bitna uloga Pulse-Doppler radara u prognozi vremena. Tehnike digitalnog doplera također se sve više koriste u različitim medicinskim područjima.
Dopplerov efekt je u biti promjena frekvencije signala koji se reflektira od cilja u pokretu. Frekvencija signala reflektiranog od objekta koji se kreće prema promatraču bit će viša od frekvencije izvornog signala. Frekvencija signala reflektiranog od objekta koji se udaljava od promatrača bit će niža od frekvencije izvornog signala. Ovaj fenomen Dopplerovog pomaka može se zabilježiti kako se frekvencija signala povećava ili smanjuje u odnosu na izvorni signal tijekom vremena. Naknadne promjene frekvencije koriste se za izračunavanje brzine objekta u odnosu na promatrača.
Računala se koriste za digitalizaciju informacija prikupljenih dok se svaki signal emitira, reflektira i prima. U svom najjednostavnijem obliku, Doppler radar emitira elektromagnetski val na metu. Pri kontaktu, val se raspršuje i dio vala se reflektira natrag u radar. Računalo digitalnog Doppler prijemnika uzorkuje reflektirani val i izračunava fazni pomak od emitiranog vala, određujući promjenu frekvencije. Brzina objekta može se izračunati iz promjena frekvencije, iako se domet i smjer cilja ne mogu odrediti.
Kako su se poboljšala brzina i veličina pohrane računala, tako se povećala i njihova sposobnost obrade više informacija dostupnih iz Dopplerovih pomaka. Na primjer, brža računala mogu upravljati informacijama dobivenim brzim emitiranjem mikrovalnih impulsa umjesto jednostavnog kontinuiranog signala valova. Može se izračunati vremensko kašnjenje da se impuls odbije od cilja, kao i jačina vraćenog signala. To omogućuje određivanje položaja i gustoće mete u kombinaciji s njegovom relativnom brzinom. Obično ovi Pulse-Doppler radari skeniraju 360 stupnjeva oko radara na različitim visinama, a digitalna Doppler računala čine sastavni dio prikupljenih podataka.
Vremenski Doppler koristi Pulse-Doppler radar za proučavanje kretanja oluja i intenziteta oborina. Kapljice vode u oblacima i oborina reflektiraju elektromagnetske valove. Digitalna Doppler obrada se stoga može koristiti za određivanje brzine i intenziteta nadolazećeg olujnog sustava iz brzine kretanja oblaka. Valovi koji se odbijaju od guste tuče ili jake kiše bit će jaki, dok snijeg i rosulja djeluju više kao sita, prigušujući i raspršujući valove i rezultirajući slabijim signalima. Korištenjem analize kašnjenja pulsa može se odrediti točna lokacija oluje, kao i vrsta oborine.
Računala prikazuju informacije u dvije vrste Dopplerovih karata. Na karti reflektivnosti, informacije o oborinama označene su bojom intenzitetom i postavljene na geografsku kartu koja označava položaj. Druga Doppler karta prikazuje radijalnu brzinu oluje, koja se može koristiti za određivanje smjera vjetra. Sustavi za teški vremenski uvjeti kao što su uragani, oluje s grmljavinom i tornada ostavljaju znakove na Dopplerovim kartama brzine, omogućujući prognostičarima da izdaju upozorenja o teškim vremenskim prilikama.
Inovacije proizvođača civilnog Dopplera učinile su njihovu tehnologiju praktičnom u području medicine. Jedna takva primjena je ehokardiograf koji ispituje vaskularni protok krvi. Isto tako, 3D Doppler fetalni sonogrami postaju sve popularniji, jer omogućuju roditeljima i liječnicima da vizualiziraju slike visoke razlučivosti fetusa koji se kreće unutar maternice.