Το Digital Doppler είναι μια τεχνική επεξεργασίας σήματος που χρησιμοποιεί το φαινόμενο Doppler για τον υπολογισμό της ταχύτητας των αντικειμένων. Αρχικά, ο στρατός ανέπτυξε ψηφιακές τεχνικές Doppler για ραντάρ που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση, την αναζήτηση και τον φωτισμό στόχων. Καθώς το κόστος των ψηφιακών υπολογιστών μειώθηκε, οι μη στρατιωτικές εφαρμογές των ραντάρ Doppler έχουν γίνει κοινές, όπως ο ουσιαστικός ρόλος του ραντάρ Pulse-Doppler στην πρόγνωση καιρού. Οι τεχνικές ψηφιακής απεικόνισης Doppler χρησιμοποιούνται επίσης όλο και περισσότερο σε διαφορετικούς ιατρικούς τομείς.
Το φαινόμενο Doppler είναι ουσιαστικά η αλλαγή στη συχνότητα ενός σήματος που ανακλάται από έναν στόχο σε κίνηση. Η συχνότητα ενός σήματος που ανακλάται από ένα αντικείμενο που κινείται προς έναν παρατηρητή θα είναι υψηλότερη από τη συχνότητα του αρχικού σήματος. Η συχνότητα ενός σήματος που ανακλάται από ένα αντικείμενο που απομακρύνεται από έναν παρατηρητή θα είναι χαμηλότερη από τη συχνότητα του αρχικού σήματος. Αυτό το φαινόμενο μετατόπισης Doppler μπορεί να καταγραφεί καθώς η συχνότητα ενός σήματος αυξάνεται ή μειώνεται σε σχέση με το αρχικό σήμα με την πάροδο του χρόνου. Οι επακόλουθες αλλαγές στη συχνότητα χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της ταχύτητας ενός αντικειμένου σε σχέση με τον παρατηρητή.
Οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται για την ψηφιοποίηση των πληροφοριών που συλλέγονται καθώς κάθε σήμα εκπέμπεται, ανακλάται και λαμβάνεται. Στην απλούστερη μορφή του, ένα ραντάρ Doppler εκπέμπει ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα σε έναν στόχο. Κατά την επαφή, το κύμα διασκορπίζεται και μέρος του κύματος ανακλάται πίσω στο ραντάρ. Ένας ψηφιακός υπολογιστής δέκτη Doppler λαμβάνει δείγματα του ανακλώμενου κύματος και υπολογίζει τη μετατόπιση φάσης από το εκπεμπόμενο κύμα, προσδιορίζοντας την αλλαγή στη συχνότητα. Η ταχύτητα του αντικειμένου μπορεί να υπολογιστεί από τις αλλαγές στη συχνότητα, αν και το εύρος και η έδραση του στόχου δεν μπορούν να προσδιοριστούν.
Καθώς η ταχύτητα και το μέγεθος αποθήκευσης των υπολογιστών έχουν βελτιωθεί, το ίδιο συμβαίνει και με την ικανότητά τους να επεξεργάζονται περισσότερες πληροφορίες που είναι διαθέσιμες από τις βάρδιες Doppler. Για παράδειγμα, ταχύτεροι υπολογιστές μπορούν να διαχειριστούν τις πληροφορίες που προέρχονται από την ταχεία εκπομπή παλμών μικροκυμάτων αντί για ένα απλό σήμα συνεχούς κύματος. Η χρονική καθυστέρηση για την αναπήδηση ενός παλμού από έναν στόχο μπορεί να υπολογιστεί καθώς και η ισχύς του επιστρεφόμενου σήματος. Αυτό επιτρέπει τον προσδιορισμό της θέσης και της πυκνότητας του στόχου σε συνδυασμό με τη σχετική ταχύτητά του. Συνήθως αυτά τα ραντάρ Pulse-Doppler σαρώνουν 360 μοίρες γύρω από το ραντάρ σε διάφορα υψόμετρα και οι ψηφιακοί υπολογιστές Doppler κάνουν μια σύνθεση των δεδομένων που συλλέγονται.
Το Weather Doppler χρησιμοποιεί ραντάρ Pulse-Doppler για να μελετήσει την κίνηση των καταιγίδων και την ένταση της βροχόπτωσης. Οι σταγόνες νερού στα σύννεφα και η βροχόπτωση αντανακλούν ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η ψηφιακή επεξεργασία Doppler μπορεί έτσι να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ταχύτητας και της έντασης ενός συστήματος καταιγίδας που πλησιάζει από την ταχύτητα της κίνησης των νεφών. Τα κύματα που αντανακλώνται από πυκνό χαλάζι ή έντονη βροχή θα είναι ισχυρά, ενώ το χιόνι και το ψιλόβροχο λειτουργούν περισσότερο σαν κόσκινα, εξασθενώντας και διασκορπίζοντας τα κύματα και καταλήγοντας σε ασθενέστερα σήματα. Χρησιμοποιώντας την ανάλυση χρονικής καθυστέρησης παλμού, μπορεί να προσδιοριστεί η ακριβής θέση μιας καταιγίδας καθώς και ο τύπος της βροχόπτωσης.
Οι υπολογιστές παρουσιάζουν τις πληροφορίες σε δύο τύπους χαρτών Doppler. Σε έναν χάρτη ανακλαστικότητας, οι πληροφορίες βροχόπτωσης κωδικοποιούνται χρωματικά με βάση την ένταση και τοποθετούνται σε έναν γεωγραφικό χάρτη που υποδεικνύει τη θέση. Ένας δεύτερος χάρτης Doppler εμφανίζει την ακτινική ταχύτητα μιας καταιγίδας, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του ανέμου. Τα έντονα καιρικά συστήματα όπως οι τυφώνες, οι καταιγίδες υπερκυψελών και οι ανεμοστρόβιλοι αφήνουν ενδεικτικές υπογραφές στους χάρτες ταχύτητας Doppler, επιτρέποντας στους μετεωρολόγους να εκδίδουν προειδοποιήσεις για σοβαρές καιρικές συνθήκες.
Οι καινοτομίες του κατασκευαστή Civilian Doppler έχουν κάνει την τεχνολογία τους πρακτική στον ιατρικό τομέα. Μια τέτοια εφαρμογή είναι οι ηχοκαρδιογράφοι που ελέγχουν την αγγειακή ροή του αίματος. Ομοίως, τα εμβρυϊκά υπερηχογράφημα 3D Doppler κερδίζουν δημοτικότητα, καθώς επιτρέπουν σε γονείς και γιατρούς να οπτικοποιούν εικόνες υψηλής ανάλυσης ενός εμβρύου που κινείται μέσα στη μήτρα.