Вестник Воронежского института ФСИН России, 2017, № 2 (апрель-июнь)

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

PROCEEDINGS OF VORONEZH INSTITUTE  

OF THE RUSSIAN FEDERAL PENITENTIONARY SERVICE

The founder of the journal is Federal state educational institution  
«Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service»

The journal is registered in Federal service for the Oversight of Mass media, Telecommunications, and Protection of Cultural Heritage. Registration 
certificate PI № FS 77-45348 dated 09 June, 2011.
The journal is included in the List of Peer-reviewed Scientific Journals recommended by the Higher Attestation Commission of the Russian Ministry of 
Education and Science.

Editorial opinion can not coincide with the point of view of authors of publications. The responsibility for the content of publications and reliability of 
the facts are born by authors of the materials. Edition doesn’t enter into a correspondence to authors of letters; manuscripts don’t come back. At a full 
or partial reprint or reproduction in any way the reference to the source is obligatory.

EDITORIAL COUNCIL:

C h a i r m a n 

Balan Valery Pavlovich – The Head of Staff Management of the Russian Federal Penitentiary Service,  

Candidate of Law, Associate Professor

M e m b e r s  o f  t h e  C o u n c i l

Barinov Yury Mikhaylovich – The Head of Department of Technical and Information Support, Communication and Arms  

of the Federal Penitentiary Service of Russia;

Vykhor Sergey Stepanovich – The Head of Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service;

Gromov Yury Yuryevich – Director of Institute of Automatics and Information Technologies of Tambov State Technical University,  

Doctor of Technical Sciences, Professor;

Dvoryankin Sergey Vladimirovich – vice-rector for Informatization of the Russian New University, Doctor of Technical Sciences, Professor; 

Zhilyakov Eugeny Georgievich – The Dean of the Computer Science and Telecommunications Faculty at Belgorod State University,  

Doctor of Technical sciences, Professor;

Zinchenko Boris Yuryevich – The Head of the Office for Cooperation with the administrative  

and military authorities of the Voronezh region Government;

Kazakov Gennady Yuryevich – Head of Voronezh Region Department of the Federal Penitentiary Service of Russia;

Meshcheryakov Vladimir Alekseyevich – Professor of the Criminology Chair at Voronezh State University,  

The Head of the Information Technology Office in Voronezh region, Doctor of Law, Candidate of Technical Science, Professor;

Minaev Vladimir Aleksandrovich – vice-rector for Innovation Educational activity  

of the Russian New University, Doctor of Technical Sciences, Professor;

Minyazeva Tatyana Fedorovna – The Head of the Criminal Law and Procedure Chair at Peoples’ Friendship University of Russia,  

Doctor of Law, Professor;

Ovchinskiy Anatoly Semyonovich – The Head of the Information Technologies Faculty at Moscow University  

of the Russian Ministry of  the Interior, Doctor of Technical Sciences, Professor;

Popova Vera Vasilyevna – the Head of  Voronezh  Region  Department of the Federal Service  

of Courts Enforcement Officers, the Chief Court Enforcement Officer of Voronezh region;

Salikov Andrey  Yuryevich – Prosecutor on supervision of law-abidingness in correctional institutions.

EDITORIAL BOARD:
E d i t o r - i n - C h i e f

Zybin Dmitriy Georgiyevich – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Deputy Head on Scientific work  

of Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service (Voronezh, Russia)

M e m b e r s  o f  t h e  e d i t o r i a l  b o a r d

Belokurov Sergey Vladimirovich – Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, the Head of the Mathematics  

and Natural-sciences Chair (Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Bulynina Marina Mikhailovna - Doctor of Philology, Associate Professor, the Head of the Russian  

and Foreign Languages Chair (Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Dzhogan Vasily Klimovich – Doctor of Technical Sciences, Professor of the Off-budget Education Faculty  

(Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Dushkin Alexander Victorovich – Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, the Head of the Management and Information Technology 

Support Chair (Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service,Voronezh, Russia).

Irkhin Valery Petrovich – Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Radio Engineering and Electronics Basis Chair (Voronezh institute 

of the Russian Federal Penitentiary Service,Voronezh, Russia).

Kovtunenko Lyubov Vasilyevna – Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Associate of the Penitentiary  

and Criminal Law Chair (Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Kuzmenko Roman Valentinovich – Doctor of Physics and Mathematics, Associate Professor,  

Professor of the Off-budget Education Faculty (Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Lelekov Victor Andreevich – Doctor of Law, Professor, Professor of the Penitentiary and Criminal Law Chair  

(Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Liventsev Dmitriy Vyacheslavovich – Doctor of History, Professor, Professor of the Off-budget Education Faculty  

(Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service,Voronezh, Russia).

Novoseltsev Viktor Ivanovich – Doctor of Technical Sciences, Senior Research Associate, Professor of the Management and Information and 

Technical Support Chair (Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Ostapenko Vladimir Savelyevich – Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Professor of Humanitarian and Social  

and Economic disciplines Chair (Central Branch of the Russian State University of Justice, Voronezh, Russia);

Panychev Sergey Nikolaevich – Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Technical Complexes of Protection and Communication Chair 

(Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia).

Polivayeva Nadezhda Pavlovna – Doctor of Political Sciences, Associate Professor, the Head of the Social-humanitarian  

and Economic subjects Chair (Voronezh Institute of the Federal Penitentiary Service of Russia,Voronezh, Russia).

Sumin Victor Ivanovich – Doctor of  Technical Sciences, Professor, the Management and Information Technology Support Chair (Voronezh institute 

of the Russian Federal Penitentiary Service,Voronezh, Russia).

Timofeeva Elena Aleksandrovna – Doctor of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Deputy Head on Scientific work  

of Samara Law Institute of the Russian Federal Penitentiary Service (Samara, Russia)

T h e  i n t e r n a t i o n a l  m e m b e r s  o f  t h e  e d i t o r i a l  b o a r d

Yaskevich Alexander Vasilyevich – Candidate of Law, Associate Professor, Pro-Rector  

(The Academy of the Ministry of the Interior of the Republic of Belarus, Minsk, Belarus).

 
 
 
 
 
 
  
 
Irkutskaya St., 1a, 394072, Voronezh, Russia

 
 
 
 
 
 
 
 
Voronezh institute of the Russian Federal 

 
 
 
 
 
 
 
 
Penitentiary Service. 

 
 
 
 
 
 
 
 
E-mail: vestnik_vifsin@mail.ru; тел.: (473) 260-68-09

ISSN 2223-3873  
© Воронежский институт ФСИН России, 2017

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

В Е С Т Н И К 
В о р о н е ж с к о г о 
и н с т и т у т а 
Ф С И Н  Р о с с и и

Вестник Воронежского института ФСИН России, 2017,  

№ 2, апрель–июнь

НАУЧНЫЙ 
ЖУРНАЛ

Выходит 4 раза в год

РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

Андреев Р. Н., Касаткина Т. И. ИТТРИЕВАЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ  

СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ АНТЕННА КВ И УКВ ДИАПАЗОНОВ .................................................................... 6

Касаткина Т. И. ОПТИМИЗАЦИЯ МИКРОПОЛОСКОВОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ  

ДЛЯ СИСТЕМ СВЯЗИ УИС  ................................................................................................................................... 15

Касаткина, Т.И. Щетинин Н.Н., Мельник В.А  ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ PIFA-АНТЕННЫ  

ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ  ................................................... 23

Москалева Е. А., Анисимов С. Л., Толстых А. А.  АНАЛИЗ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯГЕНЕРАТОРА  

СИГНАЛА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПАССИВНОГО РАССЕИВАТЕЛЯ «ДИОД – ДИПОЛЬ» ..................... 28

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

Десятов Д.Б., Джоган В.К., Ланкин О.В. , Селютин И.Н. АЛГОРИТМ АВТОРИЗАЦИИ  

ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В ПОДСИСТЕМЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ  
ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ..................................................................................... 34

Десятов Д.Б., Ланкин О.В., Ирхин В.П., Селютин И.Н.  АЛГОРИТМ АУТЕНТИФИКАЦИИ  

ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ И ПРИЛОЖЕНИЙ В ПОДСИСТЕМЕ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ  
РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ............................................... 39

Джоган В.К., Душкин А.В., Кравченко А.С., Скоредова Ю.В. ЗАЩИЩЕННАЯ ОБЛАЧНАЯ ПЛАТФОРМА  

ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ .......................................................................... 44

Дубровин А.С., Душкин А.В. , Кочедыков С.С. , Новосельцев В.И. К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ 

ВЫСОКОНАДЕЖНОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ  
В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ  
СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНУТРЕННИХ УГРОЗ 
ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ........................................................................................................ 48

Дубровин А.С., Зольников В.К. , Лавлинский В.В. , Соколовский С.П.  ПРОЦЕССЫ ВЫСОКОНАДЕЖНОЙ 

ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННЫХ СТРУКТУР КРИТИЧЕСКИ  
ВАЖНЫХ СЕГМЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ .......................................................... 55

Зольников В.К., Кузьменко Р.В., Новикова Н.Г., Чернякова Н.В. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ  

СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИЧНОСТНО-ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ...................... 62

Калач А.В., Россихина Л.В., Соловьев А.С., Степанов Л.В. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 

ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОЦЕССА КРИТИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ 
ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ В ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ЗОНАХ ..................................................................... 68

Кочедыков С.С., Кравченко А.С., Новосельцев В.И., Сумин В.И. ТИПОЛОГИЯ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ 

ПРОГРАММНЫХ КОМПОНЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ  
ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ УГРОЗ ................................................................................................................ 77

Малышев В.А., Никитенко Ю.В., Ирхин В.П. , Россихина Л.В. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

ПРИОБРЕТЕНИЯ ЗНАНИЙ В БАЗАХ ЗНАНИЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ  
ТЕХНОГЕННЫМИ РИСКАМИ ........................................................................................................................... 85

Степанов Л.В., Калач А.В., Кузьменко Р.В. , Лавлинский В.В. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ  

ЗАДАЧИ ВЫБОРА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ ......................................................................................... 92

Сумин В.А., Хвостов А.А., Иванов А.В. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНДУКТИВНОГО РЕЖИМА 

СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ КАВЕРНЕ ....................................................................... 98

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Телков А. Ю., Белый М. И. ПРИМЕНЕНИЕ ВЕЙВЛЕТ-АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ  

СЕТЕВОЙ АНОМАЛИИ ЗАМАСКИРОВАННОЙ ПОД ИСХОДЯЩИЙ HTTPS ТРАФИК ........................... 105

Теняев В.В., Купцов М.И., Соловьев А.С., Сумин В.И.  ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС  

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ  
В ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЯХ .....................................................................................................111

Чураков Д.Ю.,  Худадатов Э.А. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ  

ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ, ПРОВОДИМЫХ В УИС ......................................... 117

ЮРИДИЧЕСКИЕ НАУКИ

Азарова И. В. НАРКОПРЕСТУПНОСТЬ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ И ДРУГИХ СТРАНАХ СНГ:  

АНАЛИЗ КРИМИНАЛЬНОЙ СИТУАЦИИ И ОСНОВНЫХ ПРОБЛЕМ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ .................. 125

Акименко П. А. ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ОСВОБОЖДЕНИИ ОТ УГОЛОВНОЙ 

ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ПРЕСТУПЛЕНИЯ, ПРЕДУСМОТРЕННЫЕ СТАТЬЯМ 322.2 И 322.3  
УГОЛОВНОГО КОДЕКСА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  ......................................................................... 131

Владимиров С.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА ПРИ РАСКРЫТИИ  

И РАССЛЕДОВАНИИ ПРЕСТУПЛЕНИЙ, СОВЕРШЕННЫХ НА ТЕРРИТОРИИ  
ИСПРАВИТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ................................................................................................................. 140

Говорухин Д.С., Телицын Н.А. ЗНАЧЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ  

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВЫЯВЛЕНИИ  
ПРЕСТУПЛЕНИЙ, СОВЕРШАЕМЫХ В БЮДЖЕТНОЙ СФЕРЕ  ................................................................... 144

Добренков А. И. ДЕТЕРМИНАНТЫ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРЕСТУПЛЕНИЙ,  

СОВЕРШАЕМЫХ НЕСОВЕРШЕННОЛЕТНИМИ ............................................................................................. 151

Карпов А.А. ПРОБЛЕМЫ ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ И ПРИМЕНЕНИЯ НАКАЗАНИЯ  

В ВИДЕ ИСПРАВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ  ............................................................................................................... 158

Кубанов В.В., Грязнов С.А. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВЫЕ  

СИСТЕМЫ КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ  
УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ................................................................................................ 163

Лелеков В.А., Карпов А.А. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ УСТАНОВЛЕНИЯ УГОЛОВНОЙ  

ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА СОВЕРШЕНИЕ ПОБЕГОВ ИЗ МЕСТ ЛИШЕНИЯ СВОБОДЫ,  
ИЗ-ПОД АРЕСТА ИЛИ ИЗ-ПОД СТРАЖИ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ 
 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ................................................................................................................................... 169

Рогов А. В. О НЕКОТОРЫХ ПРОБЛЕМНЫХ ВОПРОСАХ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ ПРЕСТУПЛЕНИЯМ  

В СФЕРЕ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА ............................................................................ 175

Савицкая И.Г. ФОРМЫ УЧАСТИЯ СВЕДУЩИХ ЛИЦ В ДОРЕВОЛЮЦИОННОМ  

УГОЛОВНОМ СУДОПРОИЗВОДСТВЕ .............................................................................................................. 179

Соломенцев В. В. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕЖИМА И БЕЗОПАСНОСТИ В УЧРЕЖЕНИЯХ  

УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И ЗАВЕРШЕННЫЙ СУИЦИД ПОДОЗРЕВАЕМЫХ, 
ОБВИНЯЕМЫХ В СОВЕРШЕНИИ ПРЕСТУПЛЕНИЙ И ОСУЖДЕННЫХ .................................................. 182

Тимофеева Е.А. МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО КАК ОДНО ИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ 

НАПРАВЛЕНИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ  
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗОВ ФСИН РОССИИ ........................................................................................................ 188

Тулегенов В.В. МЕТОДИКА АНАЛИЗА ЛИЧНОСТИ ОСУЖДЕННОГО – ЛИДЕРА ГРУППИРОВКИ 

ОСУЖДЕННЫХ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ........................................................................... 197

Хрипушин Э. Н. КОРЫСТНАЯ ПРЕСТУПНОСТЬ СОТРУДНИКОВ ИСПРАВИТЕЛЬНЫХ КОЛОНИЙ .... 202
Щербаков Н.Е., Попов И.В. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО МОНИТОРИНГА 

ПОДКОНТРОЛЬНЫХ ЛИЦ И МЕХАНИЗМ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ .................................................................. 206

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Плотникова А. Л. , Пиюкова С. С. УЧЕБНО-ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ КУРСАНТОВ  

ВУЗА УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ..................................................................................... 213

Радченко О. В., Ефремов М. А., Пузыревский Р. В. ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ УРОВНЯ 

СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИЙ В ОБЛАСТИ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ .................... 220

Шевченко Г.В., Ляпин А.И.  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ СОЗДАНИЯ  

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИН  
«ТАКТИКО-СПЕЦИАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА» ................................................................................................. 225

ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ...................................................................................................................................... 230

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Proceedings  
of Voronezh Institute 
of the Russian Federal 
Penitentionary Service

Proceedings of Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentionary Service, 2017,  

№ 2,  April–June

RADIOENGINEERING AND COMMUNICATION

Andreev R. N., Kasatkina T. I. YTTRIUM HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTING ANTENNA  

SHORT-WAVE AND VHF OF GAMUTS ................................................................................................................ 6

Kasatkina T. I.  OPTIMIZATION OF THE MICROSTRIP ANTENNA LATTICE  

FOR COMMUNICATION SYSTEMS UIS ............................................................................................................... 15

Kasatkina T.I., Shchetinin N.N. , Mel’nik V.A.  RESEARCH OF PARAMETERS PIFA–ANTENNAS  

FOR MOBILE DEVICES AND WIRELESS SYSTEMS .......................................................................................... 23

Moskaleva E. A., Anisimov S. L., Tolstyh  A. A. ANALYSIS OF ENERGY SIGNAL GENERATOR USING 

PASSIVE DIFFUSER «DIODE – DIPOLE» ............................................................................................................. 28

INFORMATION SCIENCE, COMPUTING AND MANAGEMENT

Desyatov D.B., JoganV.K., Lankin O.V., Selyutin I.N. ALGORITHM AUTHORIZATION USERS IN THE 

SUBSYSTEM SAFETY DISTRIBUTED INFORMATION-COMPUTING SYSTEMS ......................................... 34

Desyatov D.B., Lankin O.V., Irkhin V.P., Selyutin I.N. ALGORITHM OF AUTHENTICATION USERS  

AND APPLICATIONS IN THE SUBSYSTEM INFORMATION PROTECTION  
OF DISTRIBUTED INFORMATION AND COMPUTING SYSTEMS ................................................................... 39

Jogan V.K., Dushkin A.V., Kravchenko A.S., Skoredova YU.V. PROTECTED CLOUD PLATFORM  

FOR AUTOMATED CONTROL SYSTEM ............................................................................................................... 44

Dubrovin A.S., Dushkin A.V. , Kochedykov S.S., Novoseltsev V.I.  TO THE QUESTION OF SIMULATION  

OF HIGHLY RELIABLE INFORMATION PROCESSING IN AUTOMATED INFORMATION SYSTEM  
OF SPECIAL PURPOSE IN TERMS OF IMPACT OF INTERNAL INFORMATION SECURITY THREATS .... 48

Dubrovin A.S., Zolnikov V.K., Lavlinskii V.V. , Sokolovskii S.P.  INFORMATION INFRASTRUCTURE  

CRITICAL SEGMENTS OBJECTIVE-RELATIONAL STRUCTURES INFORMATION HIGHLY  
SAFETY PROCESSING PROCESSES ..................................................................................................................... 55

Zolnikov V.K., Kuzmenko R.V. , Novikova N.G., Chernyakova N.V. INFORMATION MODEL  

OF THE SYSTEM FOR FORMING THE PERSONAL-PROFESSIONAL COMPETENCE ................................. 62

Kalach A.V. , Rossikhina L.V. , Soloviev A.S., Stepanov L.V. COMPUTER SIMULATION  

OF THE INFORMATION PROCESS OF THE CRITICAL SITUATION AT EMERGENCY  
CIRCUMSTANCES IN POTENTIALLY HAZARDOUS ZONES ........................................................................... 68

Kochedykov S.S., Kravchenko A.S., Novoseltsev V.I., Sumin V.I. TYPOLOGY OF MUTUAL INFLUENCE  

OF THE PROGRAM COMPONENTS OF INFORMATION SYSTEMS IN THE CONDITIONS OF 
EXTERNAL AND INTERNAL THREATS ........................................................................................................... 77

Malyshev V.A., Nikitenko Y.V., Irkhin V.P., Rossikhina L.V. INFORMATION TECHNOLOGIES  

FOR ACQUISITION OF KNOWLEDGE IN THE KNOWLEDGE BASE OF THE MANAGEMENT  
SYSTEM OF TECHNOGENIC RISKS ..................................................................................................................... 85

Stepanov L.V., Kalach A.V., Kuzmenko R.V., Lavlinskii V.V. INFORMATION MODEL  

OF THE CHALLENGE RESOURCE SELECTION AND ALLOCATION .............................................................. 92

Sumin V.A., Khvostov А.А., Ivanov А.V. MATHEMATICAL MODEL OF CONDUCTION MODE  

FREE CONVECTION IN A RECTANGULAR CAVITY ......................................................................................... 98

Telkov А. U., Belyj М. I.  THE APPLICATION OF WAVELET ANALYSIS TO ESTIMATE  

THE PARAMETERS OF NETWORK ANOMALIES DISGUISED AS OUTGOING HTTPS TRAFFIC. ........... 105

SCIENTIFIC 
MAGAZINE

Four times a year

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Tenyaev V.V., Kuptsov M.I., Solovev A.S., Sumin V.I. PROGRAM COMPLEX FOR COMPUTER TESTING  

OF MODELS IN SPECIFIC SUBJECTS ..................................................................................................................111

Churakov D.Y., Hudadatov E.A.  APPLICATION OF METHODS OF MATHEMATICAL STATISTICS  

TO ASSESS THE EFFECTIVENESS OF MEASURES HELD  
AT SERVICE PENITENTIARY ............................................................................................................................... 117

JURISPRUDENCE

Azarova I. V. DRUG CRIME IN MODERN RUSSIA AND OTHER CIS COUNTRIES:  

ANALYSIS OF THE CRIMINAL SITUATION THE MAIN PROBLEMS AND WARNINGS  ........................... 125

Akimenko P. A. PROBLEMS ARISING FROM THE EXEMPTION FROM CRIMINAL LIABILITY  

FOR CRIMES UNDER ARTICLES 322.2 AND 322.3 OF THE CRIMINAL CODE  
OF THE RUSSIAN FEDERATION  ..................................................................................................................... 131

Vladimirov S.V. THE ANALYSIS OF THE EXPERIMENTAL METHOD IN THE DETECTION  

AND INVESTIGATION OF CRIMES COMMITTED ON THE TERRITORY OF PENAL INSTITUTIONS ..... 140

Govorukhin D. S., Telitsin V. N. THE IMPORTANCE OF MODERN INFORMATION AND COMMUNICATION 

TECHNOLOGIES IN THE DETECTION OF CRIMES IN THE BUDGET SPHERE .......................................... 144

Dobrenkov A.I. THE SYSTEM OF DETERMINANTS OF ROAD TRAFFIC OFFENCES COMMITTED  

BY MINORS ............................................................................................................................................................. 151

Karpov А.А. PROBLEMS OF LEGISLATIVE REGULATION OF PUNISHMENT  

IN THE FORM OF CORRECTIVE WORKS .......................................................................................................... 158

Kubanov V.V., Gryaznov S.A. AUTOMATED INFORMATION RETRIEVAL SYSTEM, CRIME TRENDS  

IN THE ACTIVITY OF CRIMINAL-EXECUTIVE SYSTEM ............................................................................... 163

Lelekov V.A., Karpov А.А. SOME ASPECTS OF ESTABLISHING CRIMINAL LIABILITY  

FOR THE COMMISSION OF ESCAPES FROM PLACES OF CONFINEMENT,  
FROM UNDER ARREST OR FROM-UNDER GUARDS:  
THE STATE AND PROSPECTS OF IMPROVEMENT ......................................................................................... 169

Rogov А. V. ON SOME PROBLEMATIC ISSUES OF COUNTERACTION TO CRIMES IN THE SPHERE  

OF HOUSING AND COMMUNAL SERVICES ..................................................................................................... 175

Savitskaya I. G. FORMS OF PARTICIPATION OF KNOWLEDGEABLE INDIVIDUALS  

IN THE PRE-CRIMINAL PROCEEDINGS ............................................................................................................ 179

Solomentsev V. V. THE MAINTENANCE OF CUSTODIAL CONTROL AND SECURITY WITHIN  

PENITENTIARY SISTEM’S FACILITIES AND THE SUICIDE IN THE SUSPECTED,  
ACCUSED AND CONVICTED PERSONS ENVIRONMENT  ............................................................................. 182

Timofeeva E. A. INTERNATIONAL COOPERATION AS ONE OF THE PERSPECTIVE DIRECTIONS  

ACTIVITY IN DEVELOPMENT OF HIGHER EDUCATION INSTITUTIONS OF FSIN OF RUSSIA ............. 188

Tulegenov V.V. ANALYSIS TECHNIQUE OF THE IDENTITY OF THE CONVICT –  

THE LEADER OF GROUP OF CONVICTS OF A NEGATIVE ORIENTATION ................................................................197

Hripushin E. N. ACQUISITIVE CRIME EMPLOYEES OF PENAL COLONIES ....................................................... 202
Shcherbakov N. E., Popov I.V. LEGAL BASES OF SYSTEM OF ELECTRONIC MONITORING   

CONTROLLED ENTITIES AND A MECHANISM OF ITS APPLICATION ................................................. 206

PEDAGOGICS

Plotnikova A. L., Piyukova S. S. TRAINING AND PROFESSIONAL ATTITUDES OF THE CADETS  

OF THE INSTITUTE BELONGING TO THE PENAL SYSTEM .......................................................................... 213

Radchenko O. V., Efremov M. A., Puzyrevsky R. V.  EVALUATION FEATURES OF COMPETENCE  

FORMATION LEVEL IN PHYSICAL EDUCATION ............................................................................................ 220

Shevchenko G.V., Lyapin A.I. THE USE OF COMPUTER PROGRAMS IN CREATING  

TEACHING-METHODICAL MATERIALS WHILE STUDYING THE DISCIPLINES  
OF “TACTICAL AND SPECIAL TRAINING, PHYSICAL TRAINING” ............................................................. 225

REQUIREMENTS FOR THE AUTHORS ...................................................................................................... 230

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

УДК 621.396

ИТТРИЕВАЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ  

СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ АНТЕННА КВ И УКВ ДИАПАЗОНОВ

©2017      Р. Н. Андреев, Т. И. Касаткина

Воронежский институт ФСИН России, ул. Иркутская, 1а, 394072, г. Воронеж, Россия

E-mail:kas-tanka@mail.ru

Поступила в редакцию 20.06.2017 г.

Аннотация. В статье предложена конструкция малогабаритной узкополосной, перестраиваемой 
в широкой полосе частот иттриевой ВТСП антенны, работающей в КВ и УКВ диапазонах, с рабочей полосой частот, согласованной с полосой принимаемого сигнала. Подбор оптимальной связи 
и соответствующей частоты настройки ВТСП контура позволило получить максимальный КПД 
на произвольной частоте настройки ВТСП контура, а предложенный авторами вариант использования вспомогательных емкостных площадок позволил получить увеличение КПД и возможность 
изменения полосы настройки антенны, что составило основной технический и научный результат 
настоящей работы.
Ключевые слова: высокотемпературный сверхпроводник, монокристалл, антенна, колебательный 
контур, элемент связи.

ВВЕДЕНИЕ

Успешное развитие систем связи, телекомму
никационных систем и информационных технологий во многом определяется не только используемыми в них электронными схемами и их элементной базой, но и развитием и совершенствованием 
новых принципов, необычных, например, связанных с электродинамическими эффектами, физических явлений и их физической интерпретацией. На 
настоящий момент такой принципиально новой и 
перспективной технологией является сверхпроводниковая электроника, основанная на использовании свойств высокотемпературных сверхпроводников, в том числе и квантовых эффектов. 

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ 

КОНСТРУКЦИЙ ВТСП АНТЕНН 

В работах [1-3] описаны перспективные направ
ления применения высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) антенных устройств. В работах 
[4-7] представлены существующие антенные 
устройства, выполненные на основе ВТСП. Одним 
из самых распространенных и хорошо исследованных типов ВТСП являются иттриевые ВТСП. Исследование их свойств, необходимых для их применения в  антенно-фидерных устройствах разных 
диапазонов частот представлены в экспериментальных работах [5-9]. В настоящей работе предложена 

конструкция антенны, работающей в КВ и УКВ 
частотных диапазонах, и использующая в своей 
основе иттриевый ВТСП. В работе [9] рассмотрена 
ВТСП антенна, работающая только в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне частот. Ее настройка 
осуществлялась путем изменения длины участка 
линии, находящейся между точками подключения 
согласующих шлейфов к двум диполям. В данной  
ВТСП антенне настройка согласования системы 
была осуществлена за счет внутренней диэлектрической пластины, а две внешние являются подложками напыленных методом магнетронного распыления ВСТП пленок. Данные пленки характеризуются критической плотностью тока Jc ≅ ⋅
4 106А/см2, 

критической температурой 
89
c
T
K
@
; и при часто
те 10ГГц имеют поверхностное сопротивление 

4
8 10
s
R @
◊
Ом. Подключение к проводникам из 

«нормального» (не сверхпроводящего) металла 
предполагалось осуществлять при помощи тонкопленочных конденсаторов, с площадью верхних 
обкладок 1 мм2 и удельной плотностью таких переходов ~300 пФ/мм2. Предполагалось, чтобы 
верхние обкладки, выполненные из меди, являлись 
одновременно и площадками контакта для подсоединения проводников возбуждающей линии.  
В роли нижних обкладок каждого из конденсаторов 
выступали ВТСП полосы отрезка подводящей 
линии.

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Расположение плоскости запитывания резона
тора согласованной системы было заложено в непосредственной близости электрического центра, 
и находилось в зависимости от существующих в 
системе потерь таким образом, что критичность 
настройки увеличивалась при уменьшении потерь 
в системе. Благодаря такому определению расположения электрического центра, находящегося в 
плоскости симметрии антенны и за счет ее оси-симметричности, было упрощено согласование ВТСП 
антенны. 

Несмотря на все достоинства предложенной 

авторами [9] антенны, достигаемые за счет использования излучателя из двух диполей, регулятора 
плавной настройки и емкостной связи между ВСТС 
и нормальными проводниками, к которым относится возможность увеличения КПД ВТСП антенны практически до уровня, соответствующему 
модельному приближению в виде полуволнового 
вибратора. Такая антенна имеет существенный 
недостаток, ограничивающих ее применение: узкую полосу частот пропускания в области фиксированной частоты настройки, что не может удовлетворить растущих потребностей современных 
систем связи и телекоммуникационных систем. 

В области СВЧ устройство решение задач раз
работки сверхпроводящих высокотемпературных 
широкополосных высоко-линейных и высокочувствительных СВЧ устройств также было выполнено за счет использования джозефсоновских многоэлементных структур, применение устройств на 
основе СКВИДов (Сверхпроводящих квантовых 
интерферометров). Многоэлементные ВСТП структуры, описанные в работах [4-7] могли найти применение при создании широкополосных усилителей, обладающих высокой чувствительностью, а 
также активных широкополосных антенн, имеющих способность работать как на приме, так и на 
усиление принимаемого сигнала.

Также одним из существующих антенно-фи
дерных устройств, реализованных на основе ВТСП, 
является высокодобротный ВТСП контур, представленный в работе [10] , имеющий добротность 
свыше 
5
10 . В данном устройстве существует воз
можность управления частотной настройкой в 
широкой поле частот при значениях коэффициента 
перекрытия

 
2

1

5
6
f
f =
 
1)

где 1f , 2f  – минимальная и максимальная настроечная частота, соответственно. ВТСП контур имел 
возможность перестройки за счет изменения рас
стояния между пластинами диэлектрика с расположенными на них ВСТП катушками индуктивности и площадками емкостей. Но и данное устройство, не смогло в полной мере отвечать на требования задач, поставленных перед современной 
системой связи и телекоммуникационными системами, в виду использования в качестве входного 
элемента связи петель индуктивности, образуемых 
центральными проводниками линий коаксиального кабеля. Данные линии, авторами работы [10] 
предлагалось выполнять не из ВТСП материала, а 
из обычного проводника, и, следовательно, такое 
устройство обладало большими, по отношению к 
возможным аналогам из ВСТП материала, потерями. Использование такого кабеля имеет целесообразность только в антенно-фидерных устройствах, 
обладающих достаточно большим сопротивлением 
излучения: 
 
R
R
S >>
Ï ,  
(2)

где RÏ  – полное сопротивление потерь линии коаксиального кабеля и антенны. Этот факт также 
вносит существенные ограничения в область применения представленной в работе [10] антенны.

Большие потери не давали возможности при
менения предложенного устройства как элемента, 
осуществляющего перестройку антенн коротковолнового (КВ) и ультракоротко волнового (УКВ) 
диапазонов для излучателей, характеризующихся 
длинами волн:
 
2L
l
<<
, 
(3)

где l  – длина волны; L – длина излучателя, поскольку сопротивление излучение RS  у них сравнимо или меньше по величине сопротивления 
потерь антенны RÏ . Также важным недостатком 
являлись сравнительно большие габаритные размеры: от нескольких метров до нескольких сотен 
метров.

В работах [9, 11] был проведен обзор исследо
ваний проблемы согласования электрически малых 
ВТСП антенн. Результаты этих исследований были 
использованы при разработке конструкции ВТСП 
антенны, предлагаемой в настоящей работе.

Таким образом, для области СВЧ частот задача 

разработки ВТСП антенн имела большее количество возможных вариантов, нежели для КВ и УКВ 
диапазонов волн. На основании анализа существующих антенно-фидерных ВТСП устройств была 
поставлена цель настоящей работы: разработка 
возможного к применению варианта узкополосной ВСТП антенны на основе иттриевого монокристалла, с возможностью осуществления 

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

перестройки в широком частотном интервале, 
работающей в диапазонах КВ и УКВ волн с наименьшими габаритными размерами. Также одним из задач работы было увеличение значения 
коэффициента полезного действия и полос рабочих 
частот, согласованных с полосой частот принимаемого сигнала.

КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ВТСП 

АНТЕННЫ 

На рис. 1 изображено схематичное конструк
тивное решение предлагаемой в настоящей работе 
иттриевой ВТСП антенны. В целях удобства восприятия пластины на представленном рисунке 
изображены разнесенными в пространстве. Конструкция ВТСП антенны включает в себя входной, 
а также выходной элемент связи, изготовленные их 
иттриевого ВТСП монокристалла, плоский симметричный вибратор, и две основных и две дополнительных взаимно параллельные пластины из диэлектрика, в качестве которого использовался сапфир 
2
3
Al O  с толщиной 0,5мм, диэлектрической 

проницаемостью 
10,5
e @
и тангенсом угла потерь 

10
tg
 при температуре в 77K. 

ВТСП антенны состоит из первой 1 и второй 2 

основных сапфировых пластин, а также дополнительных сапфировых пластин 3 и 4. Поверхности 
двух сапфировых пластин  первой 1 и второй 2, 
обращены друг к другу с нанесенными на них 
плоскими четырьмя иттриевыми ВТСП полукольцами 5 и 6, соединенных между собой, с целью 
минимизации потерь и предотвращение возникновения термоэдс, мостами из того же иттриевого 
ВТСП, с противоположенным друг другу направлением закрутки. Площадки емкостей 7 и 8 присоединены к концам плоских ВТСП проводов 5 и 6, 
также выполненных из иттриевого ВТСП материала. Элементы связи: входной 9 и выходной 10 
предложено выполнить в форме плоских петель. 
Оба конца входной плоской петли присоединены 
к соответствующим плечам 11 и 12 плоского симметричного вибратора. Первая 1 и вторая 2 диэлектрические пластины имеют возможность изменения положения друг относительно друга. Также по 
входной петле и плоскому симметричному вибратору размещено на поверхность дополнительной 
сапфировой пластины 3. А на поверхности дополнительной сапфировой пластины 4 расположена 
выходная плоская петля. Дополнительная сапфировая пластина 3 имеет возможность изменения 
своего расположения относительно первой 1 и 
второй 2 основных пластин, а дополнительная 

сапфировая пластина 4 может изменять свое положение по отношению ко второй основной пластине 2. Авторами настоящей работы, в качестве основных и дополнительных сапфировых диэлектрических пластин, предлагалось использовать сапфировые подложки с подслоями из оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия(
)
ISZ . 

На таких подложках, предлагалось располагать 
иттриевые монокристаллы ВТСП, выращенные по 
технологии, описанной подробно в работах [12, 13]. 

В обоих местах присоединения концов входной 

петли 9 к плечам плоского симметричного вибратора 11 и 12 на дополнительной пластине 3 размещены по дополнительной площадке емкости 13 и 
14, а на противоположенной стороне пластины 3 
размещены площадки емкости 15 и 16, расположенные напротив соответственно 13 и 14 площадок 
емкостей. Выбор размеров площадок емкостей 
13-16, выполненных также их иттриевого монокристалла ВТСП, обусловлен условием создания 
требуемого значения емкости на входе симметричного вибратора. Также в качестве дополнения, для 
улучшения основных характеристик ВТСП антенны, на дополнительной сапфировой пластине 4 
может быть установлен усилитель 17, присоединенный концами к выходной плоской петле 10.

Для уменьшения влияния кипящего азота на 

настройку частоты ВТСП антенны, а также для 
обеспечения жесткости конструкции в целом сапфировые пластины с расположенными на них 
ВТСП элементами помещены в корпус из фторопласта. Корпус, в свою очередь, помещается в 
прозрачный, т.н. не создающий дополнительных 
помех и шумов по отношению к радиоволнам, 
сосуд Дьюара с жидким азотом для охлаждения до 
температур, ниже критических значений температур иттриевого ВТСП.

Перестройка полосы частот ВТСП антенны 

осуществляется с помощью высокодобротного 
перестраиваемого ВТСП колебательного контура, 
образованного за счет двух сапфировых пластин с 
расположенными на их поверхности плоскими 
полукольцами сверхпроводников, закрученных 
противоположено друг другу. Такой ВТСП контур 
имеет возможность перестройки путем изменения 
взаимного расположения сапфировых параллельных пластин, а также за счет конструктивной особенности своей формы, а именно в общей совокупности элементов связи, входа приемного устройства и симметричного вибратора, представляющих 
собой форму индуктивного элемента: плоских 
петель.

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Рис.1. Схематичное конструктивное решение иттриевой ВТСП антенны

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Таким образом, взаимное расположение сап
фировых пластин: второй, третьей и четвертой 
может изменяться в результате изменения расстояния между пластинами, а также поворота на 
определенный угол в плоскости пластин. За счет 
подбора оптимальной частоты настройки колебательного ВТСП контура осуществляется возможность получения максимального значения КПД, а 
наличие дополнительных площадок емкостей 
способствует увеличению значения КПД, а также 
возможности изменения полосы настройки ВТСП 
антенны. 

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВТСП АНТЕННЫ 

Перестраиваемый ВСТП колебательный контур 

образован за счет основных сапфировых пластин 
1 и 2 с расположенными на них взаимно противоположенными по направлению закрутки четырьмя 
полукольцами плоских ВТСП проводов 5 и 6. По 
своим характеристическим параметрам свойствам 
такой перестраиваемый ВТСП контур в совокупности с индуктивно связанной вибраторной антенной за счет петли 9 представляет собой узкополосную фильтр-антенну. На рис. 2 представлена эквивалентная электрическая схема подключения перестраиваемого ВТСП контура и вибраторной антенны. Полоса рабочих частот может определяться 
выбором взаимоиндукции 
23
Ì
 (обозначение ука
зывает на номер соответствующих сапфировых 
пластин: 2 и 3), т.е. выбора коэффициента связи 
образованного ВТСП контура и плоской петли 10.

Настроечная частота фильтра-антенны нахо
дится в зависимости от частоты настройки колебательного ВТСП контура и при ее изменении также 
принимает другое значение. Такое изменение величины частоты настройки колебательного ВТСП 
контура производится за счет изменения расстоя
ния между основными сапфировыми пластинами 
1 и 2. Изменение взаимоиндукции 
13
Ì
 между 

ВТСП контуром и петлей связи 9 ВТСП вибратора, 
т.е. для осуществления изменения коэффициента 
связи, вибратор и входная петля связи 9 размещены 
на дополнительной сапфировой пластине 3, также 
имеющей возможность изменения своего расположения по отношению к основной пластине 2. Вращение и изменение расстояние обеспечивалось с 
помощью наличия в конструкции ВТСП антенны 
специальной штанги 18, также выполненной из 
диэлектрика, которая закрепляется на дополнительной сапфировой пластине 3, имеющей при этом 
возможность своего свободного перемещения вдоль 
наружной поверхности штанги сапфировой пластины 1. С целью уменьшения активных потерь в выходной петли элемента связи и выходном кабеле, 
такую петлю связи, было предложено изготавливать 
из монокристалла ВТСП в форме плоской петли 10, 
расположенной на сапфировой пластине 4. Для 
изготовления ВТСП элементов антенны предлагалось использовать иттриевые монокристаллы, 
свойства и технология производства которого подробно рассмотрена в работе [12-14].

Изменение взаимоиндукции 
23
M
 было осу
ществлено за счет изменения угла поворота и 
расстояния плоской петли индуктивности 10 по 
отношению к основной сапфировой пластине 1. 
Коэффициент передачи ВТСП антенны, являющийся, по сути, ее коэффициентом полезного действия, 
диапазон перестройки и полоса рабочих частот 
пропускания зависят от ненагруженной добротности 
0
Q  колебательного ВТСП контура, фактической 

длины плоского симметричного вибратора 2L  и 
выбора входной и выходной связей. Таким образом, 
входная цепь включает в себя высокодобротный 
ВТСП преселектор, с собственной добротностью 

0
Q , и антенну, представляющую собой симметричный вибратор, выполненный из иттриевого монокристалла. 

Для изменения частоты настройки ВТСП ан
тенны, которая изменяется путем перемещения 
основных сапфировых пластин 1 и 2, может быть 
использование шаговый двигатель, например [15] 
вал которого находится в среде жидкого азота и 
соединен одной из пластин за счет диэлектрической 
штанги.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 

РЕЗУЛЬТАТОВ

В работе было осуществлено моделирование 

основных характеристик предлагаемой конструк
Рис.2. Эквивалентная электрическая схема

 подключения перестраиваемого ВТСП контура 

и вибраторной антенны

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

ции ВТСП антенны, при помощи пакета прикладных программ конечно-элементного анализа Comsol Multiphysics, с использованием формализма, 
представленного в работе [16]. На рис. 3 представлена полученная зависимость КПД входной цепи 
от длины вибратора 0l  при максимальном значении 
мощности выделяемой в нагрузке и максимальной 
входной связи на частоте 24МГц, в приведенных 
значениях на длину волны l  при разных значениях добротности 
0
Q .

На рис. 4 представлена полученная зависи
мость КПД входной цепи, включающей в себя 
высокодобротный ВТСП преселектор с собственной добротностью 
0
Q  и антенну, которая пред
ставляет собой вибратор из иттриевого ВТСП 
монокристалла с длиной плеча 0
M
l
l
=
. На рис. 5 

представлена зависимость полосы частот фильтра-антенны от эквивалентной емкости 
1
C  при 

максимальном значении мощности выделяемой 
в нагрузке и максимальной входной связи на частоте 24МГц. Эквивалентная емкость включает 

в себя собственную емкость Cсоб и добавочную 
емкость Cдоб:
 
С1 = Cсоб + Cдоб 
(4)

Значение собственной емкости ВТСП антенны 

составляет 0,1 пФ. Добавочная емкость была образована за счет дополнительных площадок емкости, 
обозначенных на рис.1 под позициями 13, 14, 15, 
16. Значение взаимоиндукции входной связи составляло 
12
4,5
M
=
мкГн. При отсутствии добавоч
ной емкости Cсоб, на рис. 5, видно, что значение 
КПД входной цепи мало и составляет 0,01, а полоса частот фильтра-антенны составляет тысячные 
значения процента. С увеличением добавочной 
емкости Cдоб полоса частот и значение КПД существенно увеличиваются. Как видно из рис. 5, с 
последующим дальнейшим укорочением длины 
плеча 0l  вибратора, значение коэффициента передачи мощности, являющийся по сути КПД ВТСП 
фильтра-антенны, уменьшается, а попытка повышения его за счет увеличения значения ненагруженной добротности 
0
Q  ВТСП колебательного 

контура приводит к появлению резкого спада на 
графике зависимости частотной полосы фильтра-антенны.

Метод определения КПД ВСТП антенны был 

основан на сравнении мощности, принимаемой 
предлагаемой антенной и мощности полуволнового вибратора, значение КПД которого, принималось 
равным 100%, и который был помещен в модели в 
ту же точку, что и исследуемая ВТСП антенна. 
Аналогичный подход определения КПД был использован в работе [9]. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В настоящей работе была предложена конструк
ция и описан принцип работы узкополосной малогабаритной иттриевой ВТСП антенны, перестраиваемой в широкой полосе частот и осуществляющей работу в КВ и УКВ диапазонах. Рабочая полоса частот предложенной ВТСП антенны была 
согласованна с частотной полосой принимаемого 
сигнала. Путем подбора, за счет конструктивных 
особенностей конструкции антенны, оптимальных 
показателей связи, и соответствующих частот настройки ВТСП контура в антенне, была реализована возможность подбора максимальных значений 
КПД на произвольной частоте настройки ВТСП 
контура. Предлагаемый авторами способ использования вспомогательных площадок емкостей позволяет получать увеличение КПД и дает возможность изменять полосу частот настройки антенны, 
что представляет практический интерес и является 

Рис.4. Зависимость КПД входной цепи, состоящий  
из антенны и высокодобротного ВТСП преселектора  

с собственной добротностью 
0
Q

Рис.3. Зависимость КПД входной цепи от длины 
вибратора 0l  на частоте 24МГц, в приведенных 

значениях на длину волны l  при разных значениях 

добротности 
0
Q

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

основным научным и техническим результатом 
настоящей работы. 

Использование в качестве основных элементов 

связи иттриевых монокристаллов, ввиду особенностей технологии их выращивания, имеет больший экономический эффект и, следовательно, 
большие возможности потенциального применения 
по сравнению с относительно дорогостоящей и 
трудоемкой технологией магнетронного распыления, применяемой при производстве тонкопленочных ВТСП и устройств на их основе. В виду этого 
ВТСП антенны, выполненные на основе иттриевых 
ВТСП монокристаллов экономичнее своих аналогов, реализованных на базе тонкопленочных ВТСП, 
представленных, к примеру, в работах [8-11] или 
текстурированных ВТСП. Также иттриевые ВТСП 
кристаллы имеют способность дольше сохранять 
свои сверхпроводящие свойства, в силу особенностей их изготовления и размеров, нежели тонкопленочные образцы, что отражено в работах [1214]. Иттриевые монокристаллы также характеризуются более высокими значениями критических 
токов и магнитных полей по сравнению с текстурированными ВСТП и тонкими пленками [13-14]. 
Это позволяет устройствам на их основе иметь 
больший срок службы, время наработки на отказ и 
производительность. Таким образом, применение 
иттриевых монокристаллов дает существенное 
снижение стоимости предлагаемого изделия и 
увеличивает его срок эксплуатации, по сравнению 
с аналогичными устройствами, реализованными 
на базе текстурированных иттриевых ВТСП керамик или тонкопленочных иттриевых ВТСП. 

В работе было проведено моделирование ос
новных параметров предложенной ВТСП антенны. 
Из полученных в результате моделирования результатов также можно сделать выводы, что предлагаемая в настоящей работе ВТСП антенна не уступает по величине КПД существующим аналогам, 
представленным в работах [7, 8- 11]. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
D. E. Kirichenkо, T. V. Filiррov, and D. Guрta. 

Microwave Receivers with Direct Digitization. Micrоwave 
Symposium Digest. 2009. рр. 1449 – 1452.

2. 
D.K. Brоck, O.A. Mukhanоv, and J. Rоsa, Super
conductor digital RF development for software radio. IЕЕЕ 
Cоmmun. Мag. 2001. Vоl.39. №2, pp. 174–179.

3. 
 J. Oррeländer, Ch. Häusslеr, T. Träublе and 

N. Schороhl. Sigmoid like flux to vоltage transfer functiоn 

of suрercоnducting quantum interferenсe filtеr circuits. 
Physiсa C: Superсоnductivity 368(1-4). 2002, pp. 125-129.

4. 
O. A. Мukhanоv, D. Kirichenkо, I. V. Vеrnik, et 

al., “Superconductor Digital-RF Rесеiver Systems” IЕIСЕ 
Тrans. Electron. 2008. Vol. E91–C, №.3, pp.306-317.

5. 
J. Wong, R. Dunnеgan, D. Guрta, et al. Нigh 

Рerformance, All Digital Rf Rесеiver Теsted at 7,5 Gigahertz 
// Military Соmmunications Соnference, 2007 (MILCOM 
2007). IЕЕЕ Digital Object Identifier: 10.1109/MILCOM. 
2007. 4455052, pp. 1-5.

6. 
I. V. Vеrnik, D. E. Kirichenkо, et al. Рrogress in 

the Dеvеlорment of Cryосооled Digital Channelizing RF 
Rесеivers // IЕЕЕ Trans. Appl. Supercon., 2009. vol. 19, 
pp. 1016-1021.

7. 
Оhshima. High-tеmperature superconducting pas
sive microwave devices, filters, and antennas. Supercond. 
Sci. Technol. 2000. vol. 13, pp. 103-108.

8. 
Абрамов В.И., Климов А.Ю., Резник А.Н., Та
гунов Б.Б. Электрически-малая полосковая антенна из 
высокотемпературного сверхпроводника // Письма в 
журнал технической физики. 1994. Т.20. №19. С. 60-65.

9. 
Климов А.Ю., Красильник З.Ф., Резник А.Н., 

Абрамов В.И., Белов И.Ф., Тагунов Б.Б. Миниатюрная 
высокотемпературная сверхпроводниковая антенна СВЧ 
диапазона // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. 1993. Т.6, № 11-12. С.2150-2159.

10. Пат. 2170489 Российская Федерация, МПК Н 

03 Н 7/01, H 01 P 7/08. Высокодобротный контур высокочастотного диапазона / Пономарев Л.И., Ганицев 
А.Ю., Жуков А.С., Павлов С.А., Владимиров В.В., Парафин А.Е., Паршиков В.В., Летяго А.Г.; заявитель и 
патентообладатель: Московский государственный авиационный институт (Технический университет); заявл. 
31.07.2000; опубл. 11.07.2001.

11. Абрамов В.И., Резник А.Н. К проблеме согла
сования электрически малой сверхпроводниковой антенны // Письма в журнал технической физики. 1993. 
Т.19. №19. С.44-48.

12. Токонесущие ленты второго поколения на ос
нове высокотемпературных сверхпроводников / Под ред. 
А. Гояла; Пер. с англ.; Ред. пер. А.Р. Кауль. М.: Издательство ЛКИ, 2009. – 432с.

13. Паринов И.А. Микроструктура и свойства вы
сокотемпературных сверхпроводников. – Ростов н/Д: 
Изд-во Рост. Ун-та, 2004. – Т.1. – 416с.

14. Касаткина Т.И. Физические процессы в ансам
бле вихрей магнитного потока в иттриевых сверхпроводниках в неоднородном локальном магнитном поле. 
дис. кан. физ.-мат. наук: 01.04.07: защищена 19.12.13: 
утв. 30.06.14 — М., 2014. — 115 с.

15. Ретнюк В. Шаговые двигатели и особенности 

их применения // Электрик. 2012. №11. С.4-11.

16. Касаткина Т.И. Н.Н. Щетинин, М.Ю. Чепелев. 

Антенна Вивальди для широкополосных систем связи // 
Вестник Воронежского института ФСИН России, 2016. - 
№4. – С. 12 – 16.

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

YTTRIUM HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTING ANTENNA 

SHORT-WAVE AND VHF OF GAMUTS

© 2017 R. N. Andreev, T. I. Kasatkina

Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Irkutskaya St., 1a, 394072, Voronezh, Russia

E-mail:kas-tanka@mail.ru

Received 20.06.2017

Annotation. In article the construction small-sized narrow-band, reconstructed in a wide frequency band 
yttrium high-temperature superconducting of the antenna working in КВ and VHF gamuts, with the working 
frequency band compounded with a strip of the accepted signal is offered. Selection of optimum communication and corresponding frequency of adjustment high-temperature superconducting of a contour has allowed 
to gain the peak efficiency on any frequency of adjustment high-temperature superconducting of a contour, 
and the variant of use of auxiliary capacitive platforms offered by authors has allowed to gain magnification 
of efficiency and possibility of change of a strip of adjustment of the antenna that has made the basic technical and scientific effect of article.
Keywords: High-temperature superconductor, single crystal, the antenna, oscillating circuit, communication device.

REFERENCES

1. 
D. E. Kirichenkо, T. V. Filiррov, and D. Guрta. 

Microwave Receivers with Direct Digitization. Micrоwave 
Symposium Digest. 2009. рр. 1449 – 1452.

2. 
D.K. Brоck, O.A. Mukhanоv, and J. Rоsa, Super
conductor digital RF development for software radio. IЕЕЕ 
Cоmmun. Мag. 2001. Vоl.39. №2, pp. 174–179.

3. 
J. Oррeländer, Ch. Häusslеr, T. Träublе and N. 

Schороhl. Sigmoid like flux to vоltage transfer functiоn of 
suрercоnducting quantum interferenсe filtеr circuits. Physiсa 
C: Superсоnductivity 368(1-4). 2002, pp. 125-129.

4. 
O. A. Мukhanоv, D. Kirichenkо, I. V. Vеrnik, et 

al., “Superconductor Digital-RF Rесеiver Systems” IЕIСЕ 
Тrans. Electron. 2008. Vol. E91–C, №.3, pp.306-317.

5. 
Wong, R. Dunnеgan, D. Guрta, et al. Нigh 

Рerformance, All Digital Rf Rесеiver Теsted at 7,5 Gigahertz 
// Military Соmmunications Соnference, 2007 (MILCOM 
2007). IЕЕЕ Digital Object Identifier: 10.1109/MILCOM. 
2007. 4455052, pp. 1-5.

6. 
I. V. Vеrnik, D. E. Kirichenkо, et al. Рrogress in 

the Dеvеlорment of Cryосооled Digital Channelizing RF 
Rесеivers // IЕЕЕ Trans. Appl. Supercon., 2009. vol. 19, 
pp. 1016-1021.

7. 
Оhshima. High-tеmperature superconducting pas
sive microwave devices, filters, and antennas. Supercond. 
Sci. Technol. 2000. vol. 13, pp. 103-108.

8. 
Abramov V.I., Klimov A.U., Reznik A.N., Tagun
ov B.B. Elektricheski-malaya poloskovaya antenna iz visokotemperaturnogo sverxprovodnika // Pis’ma v jyrnal 
texnicheskoi fiziki. 1994. T. 20. № 19, pp. 60-65.

9. 
Klimov A.U., Krasil’nik Z.F., Reznik A.N., Abram
ov V.I., Belov I.F., Tagunov B.B. Miniaturnaya visokotem
peraturnayu sverxprovodnikovaya antenna SVCH diapazona // Sverxprovodimost’: fizika, ximiya, texnika. 1993. T.6, 
№11-12, pp. 2150-2159.

10. Pat. 2170489 Rossiiskaya Federaciya, MPK Н 03 

Н 7/01, H 01 P 7/08. Visokodobrotnii kontyr visokochastotnogo diapazona / Ponomarev L.I., Ganicev A.U., Jukov 
A.S., Pavlov S.A., Vladimirov V.V., Parafin A.E., Parshikov 
V.V., Letiago A.G.; zayavitel’ I patentoobladatel’: Moskovskii 
gosydarstvennii aviacionnii instityt (Texnicheskii yniversitet); zayavl. 31.07.2000; opybl. 11.07.2001. 

11. Abramov V.I., Reznik A.N. K probleme 

soglasovaniya elektricheski maloi sverxprovodnikovoi 
antenni // Pis’ma v jurnal taxnicheskoi fiziki. 1993. T. 19. 
№19, pp.44-48.

12. Tokonesushie lenti vtorogo pokoleniyu na osnove 

visokotemperaturnix sverxprovodnikov / Pod red. A.Goyala; 
Per. s angl.; Red. Per. A.R. Kayl’. M.: Izdatel’stvo LKI, 
2009. – 432p.

13. Parinov I.A. Mikrostryktyra I svoistva 

visokotemperatyrnix sverxprovodnikov. – Rostov n/D: Izdvo Rost. Yn-ta, 2004. – T.1. – 416p.

14. Kasatkina T.I. Fizicheskii processi v ansamble 

vixrei magnitnogo potoka v ittrieevix sverxprovodnikax v 
neodnorodnom lokalnom magnitnom pole. dis. kan. fiz.-mat. 
nayk: 01.04.07: zashishena 19.12.13: ytv. 30.06.14 – M., 
2014. – 115p.

15. Retnuk V. Shagovie dvigateli I osobennosti ix 

primrnrniya // Elektrik/ 2012. №11, pp.4-11.

16. Kasatkina T.I., N.N. Shetinin, M.Yu. Chepelev. 

Antenna Vival’di dlya shirokopolosnix system svyazi // 
Vestnik Voronezgskogo instituta FSIN Rossii, 2016, №4, 
pp. 12– 16.

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2017, № 2

Касаткина Татьяна Игоревна – преподава
тель кафедры основ радиотехники и электроники 
Воронежского института ФСИН России, кандидат 
физико-математических наук. E-mail: kas-tanka@
mail.ru

Андреев Роман Николаевич – начальник 

кафед ры основ радиотехники и электроники Воронежского института ФСИН России, кандидат 
технических наук, доцент.

Kasatkina Tatiana Igorevna – lecture of the chair 

of bases of radio engineering and electronics of 
Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary 
Service, candidate of physical and mathematical 
sciences. E-mail: kas-tanka@mail.ru

Andreyev Roman Nikolaevich – chief of the chair 

of bases of radio engineering and electronics of 
Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary 
Service, candidate of technical sciences, associate 
professor.