黑柵光顯無縫DLP涉密影像系統

電磁兼容屏蔽解決方案

1. 問題概述

1.1 系統描述

XXX涉密黑柵光顯無縫大屏影像系統主要是將外部采集的多路視頻信息通過信息處理系統處理后，通過光纖傳輸，經由激光投影機投影顯示，系統互連圖如圖1.1所示。

信息處理系統主要包括控制主機、光纖混合矩陣、多畫面融合處理器和交換機。激光投影機內部是由DLP處理器、RGB激光源、電源、DMD板和投影鏡頭組成，如圖1.2所示。

圖1.1  影像系統組成

圖1.2

1.2 需解決的電磁兼容問題

XXX涉密黑柵光顯無縫大屏影像系統主要應用于軍事作戰指揮、情報控制中心，黨政司法機關等視頻會議等系統，需進行視頻信息泄漏防護。

2.  視頻信息泄漏機理與防護分析

2.1 視頻信息泄漏機理

視頻信息處理系統主要包括控制主機、計算機服務器、解碼矩陣、光纖混合矩陣、多畫面融合處理器和交換機等單元，其主要功能對外部視頻信號進行數字處理、控制和傳輸，數字信號的上升和下降沿，極易導致電磁輻射發射。

激光投影機內部主要輻射源為DLP處理板，其次為激光電源與DC-DC電源的開關頻率及其高次諧波和光電轉換器，以及高頻數字信號在傳輸過程以線纜為載體而導致的輻射發射。

電磁輻射中包含系統電路大量的頻域信息：既包含了大量有用的模擬信號與數字信號的頻率，也包含了大量數字電路的諧波干擾頻率。由于系統的視頻信號也經過數字電路處理，因此電磁輻射中一定有視頻頻域電磁信息，他方可以通過視頻截獲技術，通過電子技術手段，對視頻信息還原，非法獲得會議的視頻內容。

2.2 信息泄漏防護分析

對黑柵光顯無縫大屏影像系統，控制視頻信息泄漏的有效手段是控制系統視頻信息的傳輸鏈路的電磁發射與耦合，主要考慮以下電磁發射路徑：

l  視頻信息的信號處理鏈路引出線傳導發射。（尤其是數字處理部分的）

l  視頻處理單元結構的電磁泄漏。

l  視頻信息的耦合與發射路徑。（供電線與其它關聯控制線的耦合與傳導發射，光纖不用考慮。）

因此，本系統需要進行信息泄漏的對象包括：信息處理系統、激光投影機。有效減小上述要素的電磁發射，就能使視頻信息得到最大程度的防護。

3. 電磁加固方案

主要應通過對信息處理系統的電磁加固與激光投影機的電磁加固、互連電纜的屏蔽處理實現對該系統的信息泄漏防護。加固措施如下：

1）   信息處理系統

方案一：用于非屏蔽機房

信息處理系統主要包括控制主機、計算機服務器、解碼矩陣、光纖混合矩陣、多畫面融合處理器和交換機幾個單元。采用屏蔽機柜，將信息處理系統的各單元安裝在屏蔽機柜內，并對各個機柜的電連接端口EMI濾波，見圖3.1所示。

圖3.1 方案一電磁加固示意圖

方案二：用于屏蔽機房

信息處理系統布局在屏蔽機房內，對信息處理系統穿過機房墻壁的電纜進行EMI濾波，見圖3.2所示。

圖3.2 方案二電磁加固示意圖

2）   激光投影機

由于激光投影機結構上存在光學窗口，對激光投影機進行完整屏蔽較難實現，而且完整的屏蔽會降低光照亮度（加裝屏蔽玻璃后透光度最高為65%），因此必須對投影機內部電路單元模塊進行屏蔽和濾波處理，進行加固。主要涉及激光電源、DLP處理板、DC-DC電源和光電轉換器的整體屏蔽與電連接口的濾波，見圖3.3所示：

圖3.3 激光投影機電磁加固示意圖

4. 解決方案優勢

      目前，大屏的無縫顯示方案有兩種，一種是由激光投影機與黑柵光學屏組成的黑柵光顯無縫DLP大屏，另一種是小間距LED大屏。由于LED大屏的顯示特性，屏蔽方案須是全廳屏蔽，其造價昂貴，相對于LED大屏屏蔽方案，本方案的屏蔽造價僅是LED大屏屏蔽方案的1/10-1/5，且方案實施便捷。黑柵光顯大屏使得指揮中心遠離電磁輻射和熱輻射，且本身亮度如電子書一樣舒適，擁有超高的分辨率，不會產生視覺疲勞，使得指揮中心更加環保舒適。