Вестник Воронежского института ФСИН России, 2018, № 3 (июль-сентябрь)

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ

УЧРЕДИТЕЛЬ:
Федеральное казенное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский институт ФСИН России»

Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации ПИ № ФС 77-45348 от 09 июня 2011 г.
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора 
наук

Журнал принимает к публикации статьи по трем группам специальностей научных работников: 05.12.00 – Радиотехника и связь (05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения; 05.12.07 – Антенны, СВЧ устройства и их технологии; 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций); 05.13.00 – Информатика, вычислительная техника и управление (05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации; 05.13.10 – 
Управление в социальных и экономических системах; 05.13.17 – Теоретические основы информатики; 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ; 05.13.19 – Методы и системы защиты информации, информационная безопасность); 12.00.00 – Юридические науки (12.00.01 – Теория и история права и государства; история учений о праве и государстве; 12.00.08 – Уголовное право и криминология; уголовно-исполнительное 
право; 12.00.11 – Судебная власть, прокурорский надзор, организация правоохранительной деятельность; 12.00.12 – 
Криминалистика; судебно-экспертная деятельность; оперативно-разыскная деятельность; 12.00.14 – Административное право; административный процесс).

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций. Ответственность за содержание публикаций и достоверность фактов несут авторы материалов. Редакция не вступает в переписку с авторами писем; рукописи 
не возвращаются. При полной или частичной перепечатке или воспроизведении любым способом ссылка на источник 
обязательна. 

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ ЖУРНАЛА:

П р е д с е д а т е л ь
Балан Валерий Павлович – врип заместителя директора ФСИН России, 
кандидат юридических наук, доцент

Ч л е н ы  с о в е т а
Выхорь Сергей Степанович  – начальник Воронежского института ФСИН России;
Гиричев Алексей Иванович – начальник УФСИН России по Воронежской области;
Громов Юрий Юрьевич – директор Института автоматики и информационных технологий 
Тамбовского государственного технического университета, доктор технических наук, профессор;
Жиляков Евгений Георгиевич – декан факультета компьютерных наук и телекоммуникаций 
Белгородского государственного университета, доктор технических наук, профессор;
Зинченко Борис Юрьевич – руководитель Управления по взаимодействию 
с административными и военными органами правительства Воронежской области;
Саликов Андрей Юрьевич – прокурор Воронежской области по надзору 
за соблюдением законов при исполнении уголовных наказаний;
Толстов Сергей Евгеньевич – начальник ФКУ «Главный центр инженерно-технического обеспечения 
и связи ФСИН России».

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Г л а в н ы й  р е д а к т о р
Зыбин Дмитрий Георгиевич – кандидат технических наук, доцент, заместитель начальника института 
по научной работе (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия)
Ч л е н ы  к о л л е г и и
Абрамов Геннадий Владимирович – профессор кафедры математического и прикладного анализа, 
доктор технических наук, профессор (Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия);
Алиуллов Рашид Рахимуллович – начальник кафедры административного права, 
административной деятельности и управления органов внутренних дел, доктор юридических наук 
(Казанский юридический институт МВД России, Казань, Республика Татарстан);
Ашихмин Александр Владимирович – директор, доктор технических наук, профессор 
(ОСП АО «Иркос», Воронеж, Россия);
Басов Олег Олегович – начальник факультета, доктор технических наук (Академия ФСО России, Орел, Россия);
Белокуров Сергей Владимирович – начальник кафедры математики и естественно научных дисциплин, 
доктор технических наук, профессор (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Бокова Оксана Игоревна – начальник кафедры инфокоммуникационных систем и технологий, 
доктор технических наук, профессор (Воронежский институт МВД России, Воронеж, Россия);
Булгаков Олег Митрофанович – первый заместитель начальника, доктор технических наук, профессор 
(Краснодарский университет МВД России, Краснодар, Россия);

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

Воронов Александр Алексеевич – профессор кафедры гражданского и трудового права, 
доктор юридических наук, профессор (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Головкин Роман Борисович – профессор кафедры теории и истории государства и права, доктор юридических наук, 
профессор (ВлГУ имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия);
Головко Владимир Владимирович – начальник учебно-научного комплекса профессиональной, служебной 
и физической подготовки, доктор юридических наук, профессор (Омская академия МВД России, Омск, Россия);
Голубинский Андрей Николаевич – начальник отдела, доктор технических наук, доцент 
(АО «Концерн “Созвездие”», Воронеж, Россия);
Горяинов Константин Константинович – главный научный сотрудник центра исследования проблем 
обеспечения безопасности в учреждениях уголовно-исполнительной системы, доктор юридических наук, профессор 
(НИИ ФСИН России, Москва, Россия);
Дворянсков Иван Владимирович – главный научный сотрудник отдела разработки методологий исполнения 
уголовных наказаний без лишения свободы центра исследования проблем исполнения уголовных наказаний 
и психологического обеспечения профессиональной деятельности сотрудников уголовно-исполнительной системы, 
доктор юридических наук, доцент (НИИ ФСИН России, Москва, Россия);
Дубровин Анатолий Станиславович – профессор кафедры информационной безопасности телекоммуникационных 
систем, доктор технических наук, доцент (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Душкин Александр Викторович – начальник кафедры информационной безопасности телекоммуникационных 
систем, доктор технических наук, доцент (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Калач Андрей Владимирович – начальник кафедры безопасности информации и защиты сведений, составляющих 
государственную тайну, доктор химических наук, профессор (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Климов Александр Иванович – профессор кафедры инфокоммуникационных систем и технологий, 
доктор технических наук, доцент (Воронежский институт МВД России, Воронеж, Россия);
Ланкин Олег Викторович – начальник кафедры общепрофессиональных дисциплин, 
доктор технических наук, доцент (ВИПС (филиал) Академии ФСО России, Воронеж, Россия);
Лелеков Виктор Андреевич – профессор кафедры уголовно-исполнительного и уголовного права, 
доктор юридических наук, профессор (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Меньших Валерий Владимирович – профессор кафедры математики и моделирования систем, 
доктор физико-математических наук, профессор (Воронежский институт МВД России, Воронеж, Россия);
Минязева Татьяна Федоровна – заведующий кафедрой уголовного права и процесса, 
доктор юридических наук, профессор (Российский университет дружбы народов, Москва, Россия);
Миронов Анатолий Николаевич – профессор кафедры конституционного и муниципального права, 
доктор юридических наук, доцент (Владимирский филиал РАНХиГС, Владимир, Россия);
Николаев Валерий Иванович – научный референт, доктор технических наук, профессор 
(АО «Концерн “Созвездие”», Воронеж, Россия);
Новосельцев Виктор Иванович – профессор кафедры информационной безопасности телекоммуникационных систем, 
доктор технических наук, старший научный сотрудник (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Омелин Виктор Николаевич – главный научный сотрудник центра исследования проблем обеспечения безопасности 
в учреждениях уголовно-исполнительной системы НИИ ФСИН России, доктор юридических наук, профессор 
(НИИ ФСИН России, Москва, Россия);
Останков Александр Витальевич – профессор кафедры радиотехники, доктор технических наук, доцент 
(Воронежский государственный технический университет, Воронеж, Россия);
Полищук Николай Иванович – профессор кафедры теории государства и права, международного 
и европейского права, доктор юридических наук, профессор (Академия ФСИН России, Рязань, Россия);
Россихина Лариса Витальевна – ученый секретарь, доктор технических наук, доцент 
(Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Саитов Игорь Акрамович – начальник факультета, доктор технических наук, профессор 
(Академия ФСО России, Орел, Россия);
Сизоненко Александр Борисович – начальник кафедры информационной безопасности, 
доктор технических наук, доцент (Краснодарский университет МВД России, Краснодар, Россия);
Скрыпников Алексей Васильевич – заведующий кафедрой информационной безопасности, доктор технических наук, 
профессор (Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия);
Степанов Леонид Викторович – профессор кафедры технических комплексов охраны и связи, 
доктор технических наук, профессор (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Сумин Виктор Иванович – профессор кафедры информационной безопасности телекоммуникационных систем, 
доктор технических наук, профессор (Воронежский институт ФСИН России, Воронеж, Россия);
Ткачук Татьяна Алексеевна – начальник кафедры уголовно-процессуального права и криминалистики, доктор 
юридических наук, профессор (Владимирский юридический институт ФСИН России, Владимир, России);
Токарев Антон Борисович – профессор кафедры радиотехники, доктор технических наук, доцент 
(Воронежский государственный технический университет, Воронеж, Россия);
Третьякова Ольга Дмитриевна – директор Юридического института, доктор юридических наук, доцент 
(ВлГУ имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия);
Федотов Игорь Славович – заместитель председателя суда, доктор юридических наук, доцент 
(Ленинского районного суда г. Воронежа, Воронеж, Россия);
Хвостов Анатолий Анатольевич – профессор кафедры математики, доктор технических наук, профессор 
(ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Воронеж, Россия).
М е ж д у н а р о д н ы е  ч л е н ы  р е д а к ц и о н н о й  к о л л е г и и
Яскевич Александр Васильевич – кандидат юридических наук, доцент, проректор по научной работе Академии МВД 
Республики Беларусь (Академия МВД Республики Беларусь, Минск, Белоруссия).

 
 
 
 
 
 
Адрес редакции:  
394072, г. Воронеж, ул. Иркутская, 1а
 
 
 
 
 
 
 
 
Воронежский институт ФСИН России, 
 
 
 
 
 
 
 
 
Редакция журнала «Вестник Воронежского 
 
 
 
 
 
 
 
 
института ФСИН России» 
 
 
 
 
 
 
 
 
E-mail: vestnik_vifsin@mail.ru; тел.: (473) 260-68-09

ISSN 2223-3873  
© Воронежский институт ФСИН России, 2018

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

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.

The magazine accepts to the publication three scientific groups articles: 05.12.00 – Radio engineering and communication 
(05.12.04 – Radio engineering, including systems and television design; 05.12.07 – Antennas, microwave devices and their 
technology; 05.12.13 – Systems, networks and devices of telecommunications); 05.13.00 – Informatics, computing and 
management (05.13.01 – System analysis, management and information processing; 05.13.10 – Management in social and 
economic systems; 05.13.17 – Theoretical fundamentals of informatics; 05.13.18 – Mathematical modeling, numerical 
methods and programs complexes; 05.13.19 – Methods and systems of information protection, information security); 
12.00.00 – Jurisprudence (12.00.01 – Theory and history of right and state; history of doctrines on right and state; 12.00.08 – 
Criminal law and criminology; criminal - executive law; 12.00.11 – Judicial authority, public prosecutor’s supervision, 
management of law-enforcement activity; 12.00.12 – Criminalistics; judicial and expert activity; investigation and search 
activities; 12.00.14 – Administrative law; administrative process).

Editorial opinion can not coincide with the author’s point of view. The authors bear responsibility for the content of publications 
and reliability of the facts. The editorial office does not enter into correspondence with authors of letters; manuscripts are 
not returned. In case of 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 – deputy director 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
Vykhor Sergey Stepanovich – Head of Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service;
Girichev Alexey Ivanovich – Head of Russian Federal Penitentiary Service Administration in Voronezh region;
Gromov Yury Yuryevich – Director of Institute of Automatic Equipment and Information Technologies 
of Tambov State Technical University, Doctor of Technical Sciences, Professor;
Zhilyakov Eugeny Georgievich – Dean of the Computer Science and Telecommunications Faculty 
of Belgorod State University, Doctor of Technical Sciences, Professor
Zinchenko Boris Yuryevich – Head of the Office for Cooperation with the Administrative 
and Military Authorities of the Voronezh region Government;
Salikov Andrey Yuryevich – Prosecutor on supervision of law-abidingness in Voronezh region correctional institutions;
Tolstov Sergey Evgenyevich – Head of FKU “The Main Center of Engineering 
and Technical Support and Communications of the Russian Federal Penitentiary Service”.

EDITORIAL BOARD:

E d i t o r - i n - C h i e f
Zybin Dmitriy Georgiyevich – Deputy Head on Scientific work, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 
(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
Abramov Gennady Vladimirovich – Professor of Mathematical and Applied Analysis Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Professor (Voronezh State University, Voronezh, Russia);
Aliullov Rasheed Rakhimullovich – Head of Administrative law, Administrative Activity and Management 
of Law-enforcement Agencies Chair, Doctor of Law 
(Kazan Law Institute of the Russian Ministry of the Interior, Kazan, Republic of Tatarstan); 
Ashikhmin Alexander Vladimirovich – Director, Doctor of Technical Sciences, Professor 
(OSP JSC “Irkos”, Voronezh, Russia);
Basov Oleg Olegovich – Head of faculty, Doctor of Technical Sciences (FSO Academy of Russia, Oryol, Russia);
Belokurov Sergey Vladimirovich – Head of Mathematics and Natural-Science Disciplines Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Bokova Oksana Igorevna – Head of Infocommunication Systems and Technologies Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Ministry of the Interior, Voronezh, Russia);
Bulgakov Oleg Mitrofanovich – First Deputy Head, Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Krasnodar University of the Russian Ministry of the Interior, Krasnodar, Russia);
Voronov Alexander Alekseyevich – Professor of Civil and Labor Law Chair, Doctor of Law, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Golovkin Roman Borisovich – Professor of Theory and History of State and Law Chair, Doctor of Law Sciences, Professor 
(Alexander Grigoryevich and Nikolay Grigoryevich Stoletovykh Vladimir State University, Vladimir, Russia);

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

Golovko Vladimir Vladimirovich – Head of Educational and Scientific Complex of Professional, 
Service and Physical training, Doctor of Law, Professor 
(Omsk Academy of the Russian Ministry of the Interior, Omsk, Russia);
Golubinsky Andrey Nikolaevich – Doctor of Technical Sciences, Associate Professor 
(JSC “Concern “Sozvezdiye”, Voronezh, Russia);
Goryainov Konstantin Konstantinovich – Chief Researcher of the Research Center of Safety Problems 
in Penitentiary System Institutions, Doctor of Law, Professor 
(Scientific Research Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Moscow, Russia);
Dvoryanskov Ivan Vladimirovich – Chief Researcher of the Department of criminal penalties execution without 
imprisonment methodologies development of  the Research Center of problems in criminal penalties execution 
and psychological support of employees professional activity in a penitentiary service, Doctor of Law, associate professor 
(Russian FSIN Scientific Research Institute, Moscow, Russia);
Dubrovin Anatoly Stanislavovich – Professor of Telecommunication Systems Information Security Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Dushkin Alexander Viktorovich – Head of Telecommunication Systems Information Security Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Kalatch Andrey Vladimirovich – Head of Information Security and State Secret Data Protection Chair, 
Doctor of Chemical Sciences, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Klimov Alexander Ivanovich – Professor of Infocommunication Systems and Technologies Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(Voronezh Institute of the Russian Ministry of the Interior, Voronezh, Russia);
Lankin Oleg Viktorovich – Head of All-professional Disciplines Chair, Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(VIPS (branch) of Russian FSO Academy, Voronezh, Russia);
Lelekov Victor Andreevich – Professor of Criminal- Executive and Criminal law Chair, Doctor of Law, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Men’shikh Valery Vladimirovich – Professor of Mathematics and Systems Modeling Chair, 
Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Ministry of the Interior, Voronezh, Russia);
Minyazeva Tatyana Fyodorovna – Head of Criminal Law and Process Chair, Doctor of Law, Professor 
(Peoples’ Friendship University of Russia, Moscow, Russia);
Mironov Anatoly Nikolaevich – Professor of Constitutional and Municipal Law Chair, Doctor of Law, Associate professor 
(Vladimir branch of RANHiGS, Vladimir, Russia);
Nikolaev Valery Ivanovich – Scientific Reviewer, Doctor of Technical Sciences, Professor 
(JSC “Concern “Sozvezdiye”, Voronezh, Russia);
Novoseltsev Viktor Ivanovich – Professor of Telecommunication Systems Information Security Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Senior Research Associate 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Omelin Victor Nikolaevich – Chief Researcher of the Research Center of Safety Problems 
in Penitentiary Institutions at the Russian Federal Penitentiary Service Scientific Research Institute, 
Doctor of Law, Professor (the Russian Federal Penitentiary Service Scientific Research Institute, Moscow, Russia);
Ostankov Alexander Vitalyevich – Professor of Radio Engineering Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor 
(Voronezh State Technical University, Voronezh, Russia);
Polishchuk Nikolay Ivanovich – Professor of State and Law Theory, International and European law Chair, 
Doctor of Law, Professor (the Russian Federal Penitentiary Academy, Ryazan, Russia);
Rossikhina Larisa Vitalyevna – Scientific Secretary, Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Saitov Igor Akramovich – Head of Faculty, Doctor of Technical Sciences, Professor 
(FSO Academy of Russia, Oryol, Russia);
Sizonenko Alexander Borisovich – Head of Information Security Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(Krasnodar University of the Russian Ministry of the Interior, Krasnodar, Russia);
Skrypnikov Alexey Vasilyevich – Head of Information Security Chair, Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Voronezh State University of Engineering Technologies, Voronezh, Russia);
Stepanov Leonid Viktorovich – Professor of Protection and Communication Technical Complexes Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Sumin Victor Ivanovich – Professor of Telecommunication Systems Information Security Chair, 
Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Voronezh, Russia);
Tkachuk Tatyana Alekseevna – Head of Criminal Procedure Law and Criminalistics Chair, Doctor of Law, Professor 
(Vladimir Law Institute of the Russian Federal Penitentiary Service, Vladimir, Russia);
Tokarev Anton Borisovich – Professor of Radio Engineering Chair, Doctor of Technical Sciences, Associate professor 
(Voronezh State Technical University, Voronezh, Russia);
Tretyakova Olga Dmitriyevna – Director of Law Institute, Doctor of Law, Associate professor 
(Alexander Grigoryevich and Nikolay Grigoryevich Stoletovykh Vladimir State University, Vladimir, Russia);
Fedotov Igor Slavovich – Vice-Chairman of court, Doctor of Law, Associate professor 
(Leninsky district court of Voronezh, Voronezh, Russia);
Khvostov Anatoly Anatolyevich – Professor of Mathematics Chair, Doctor of Technical Sciences, Professor 
(Air Force Military Training and Research Center «Air Force Academy 
named after professor N. E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin», Voronezh, 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 – Vice-Rector, Candidate of Law, Associate professor 
(Academy of the Belarus Ministry of the Interior, 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  
© Voronezh institute of the Russian Federal Penitentiary Service, 2018

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

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
ФСИН России

Вестник Воронежского института ФСИН России, 2018, 
№ 3, июль–сентябрь

НАУЧНЫЙ 
ЖУРНАЛ

Выходит 4 раза в год

РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

Касаткина Т. И. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИТТРИЕВОЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ 
СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ ДЖОЗЕФСОНОВСКОЙ СТРУКТУРЫ 
ДЛЯ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ ....................................................................................................................9
Медведев И. И., Никулин С. С., Печенин Е. А. О РАЗРАБОТКЕ ИЗМЕРИТЕЛЯ ЗАРЯДА 
АККУМУЛЯТОРА ДЛЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ....................................16
Щетинин Н. Н., Останков А. В. МАЛОГАБАРИТНАЯ ДИАГРАММООБРАЗУЮЩАЯ СХЕМА 
ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ 450 МГЦ .........................22
ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

Андреева Н. А., Корчагина Е. В., Бутова Л. В. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ 
БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО СЕРВИСА 
ПОДДЕРЖКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ .........................................................................................................29
Баторов Б. О., Куприянов А. И., Емельянова Е. В. РАНГОВЫЙ МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОЙ 
ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ..............................37
Бухаров Е. О., Соколовский С. П., Калач А. В., Зыбин Д. Г. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ 
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ АТАКАМ ТИПА «ОТКАЗ 
В ОБСЛУЖИВАНИИ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРЕТИКО-ИГРОВОГО ПОДХОДА .................44
Гапоненко В. Ф., Кильмашкина Т. Н., Болтачев Э. Ф. АГЕНТ-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ 
МОДЕЛИ КАК СРЕДСТВО ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ 
В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНОВ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ ..........................................................................52
Гонов Ш. Х., Макаров В. Ф., Гурлев И. В. МОДЕЛЬ АНАЛИЗА ОПЕРАТИВНОЙ 
ОБСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ФУНКЦИИ КОББА-ДУГЛАСА .................57
Ершова И. В., Соколова А. В. ЦИФРОВИЗАЦИЯ УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ 
СИСТЕМЫ:ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ 
СПЕЦКОНТЕНГЕНТА В ПРОЦЕССЕ МЕЖВЕДОМСТВЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 
С ПОМОЩЬЮ СЕРТИФИЦИРОВАННЫХ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ...............65
Калач А. В., Пеев Д. Н., Зыбин Д. Г. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЯ ДИНАМИКИ УТЕЧЕК 
И ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИНФОРМАЦИИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ............74
Крупенин А. В., Соколовский С. П., Хорев Г. А., Калач А. В. МАСКИРОВАНИЕ 
ИДЕНТИФИКАТОРОВ КАНАЛЬНОГО УРОВНЯ СРЕДСТВ ПРОАКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ 
ИНТЕГРИРОВАННЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ..................................81
Кольцов А. С., Коротких Л. П., Попов Н. Н., Зайцев И. А. РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ 
МЕТОДОВ КОНТУРНОГО АНАЛИЗА ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ И РАСПОЗНАВАНИИ ЛИЦ 
В СИСТЕМАХ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ ...............................................................90
Корчагина Е. В., Бутова Л. В., Свиридова Е. Н. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПОНЕНТОВ 
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО СЕРВИСА 
ПОДДЕРЖКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ .........................................................................................................95
Крюкова Д. Ю., Панфилова О. А. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ 
БЕЗОПАСНОСТИ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 
КАРТОТЕЧНОГО УЧЕТА СПЕЦИАЛЬНОГО КОНТИНГЕНТА .......................................................104

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

Матросова Л. Д. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ 
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ГОСАВТОИНСПЕКЦИИ 
НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ .................................................................................................................110
Новосельцев В. И., Шугай О. Е. АЛГОРИТМ СЕГМЕНТИРОВАНИЯ РЫНКА СБЫТА 
ПРОДУКЦИИ, ПРОИЗВОДИМОЙ ПРЕДПРИЯТИЯМИ 
УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ .................................................................................116
Рычаго М. Е. К ВОПРОСУ ОБ ОПТИМАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ТЕХНИЧЕСКОГО 
РЕСУРСА В СИСТЕМЕ ОХРАНЫ ИСПРАВИТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ..................................122
ЮРИДИЧЕСКИЕ НАУКИ

Быков А. И. РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА ПО БОРЬБЕ С БЕСПИЛОТНЫМИ 
ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ НАД ТЕРРИТОРИЯМИ ПЕНИТЕНЦИАРНЫХ 
УЧРЕЖДЕНИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ..................................................................................128
Егоров В. А., Егорова С. В., Чураков В. Г. КОНТРОЛЬ ИЛИ НАДЗОР ЗА ЛИЦАМИ, 
ОСВОБОДИВШИМИСЯ ИЗ МЕСТ ЛИШЕНИЯ СВОБОДЫ: НОВЫЙ ТРЕНД УИС 
ИЛИ ЗАБЫТЫЙ ОПЫТ .........................................................................................................................133
Занина Т. М. О НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 
ГИБДД МВД РОССИИ  ............................................................................................................................140
Зиньков Е. Н. СООТНОШЕНИЕ ПРАВ И ЗАКОННЫХ ИНТЕРЕСОВ ОСУЖДЕННЫХ: 
ТЕОРЕТИКО-ПРАВОВОЙ АСПЕКТ .....................................................................................................147
Злобин А. Н., Черенков Р. А., Борисова А. А. ПРАВО ОБЩЕЙ ДОЛЕВОЙ СОБСТВЕННОСТИ 
НА ЖИЛЫЕ И НЕЖИЛЫЕ ДОМА И ПОМЕЩЕНИЯ ........................................................................152
Комбарова  Е. Л. О НАУЧНЫХ ПОДХОДАХ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ СУЩНОСТИ 
КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЙ ТАКТИКИ  ..............................................................................................161
Лопина М. В., Бокадаров С. А., Чураков В. Г. ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ 
УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕЖИМНЫХ ОБЪЕКТОВ 
УГОЛОВНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ 
ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ..........................................................................................................169
Миронова Ю. В. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВОГО 
ОБЕСПЕЧЕНИЯ УЧАСТИЯ ЛИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ 
В ГРАЖДАНСКОМ СУДОПРОИЗВОДСТВЕ РОССИИ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 
СИСТЕМ ВИДЕОКОНФЕРЕНЦ-СВЯЗИ ..............................................................................................175
Нарышкина Н. И. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЫТОК, ПРАКТИКОВАВШИХСЯ 
В ТЮРЬМАХ РОССИИ И ЕВРОПЫ  .....................................................................................................182
Никитюк С. М. ПРАВООБРАЗОВАНИЕ И ПРАВОТВОРЧЕСТВО: 
АНАЛИЗ ОПРЕДЕЛЕНИЙ, СООТНОШЕНИЕ ...................................................................................187
Печенкин С. В. ТРУДЫ «ОТЦА» АНАРХО-КОММУНИЗМА КНЯЗЯ П. А. КРОПОТКИНА 
КАК ИСТОЧНИК О РУССКОЙ ССЫЛКЕ ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ XIX ВЕКА ................................192
Пучнина М. Ю. КРИМИНАЛЬНЫЙ СУИЦИД: СОВРЕМЕННАЯ ПРАВОВАЯ ОЦЕНКА 
В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ ..................................................................................................................195
Саратова О. В. КОНСТИТУЦИОННЫЕ ПРАВА И СВОБОДЫ ЧЕЛОВЕКА, 
ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ОГРАНИЧЕНИЮ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ 
ОПЕРАТИВНО-РОЗЫСКНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ   .............................................................................201
Тимофеева Е. А. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО 
МОНИТОРИНГА В ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАНАХ .................................................................................206
Шмарион П. В. КРИМИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСИЛЬСТВЕННЫХ 
ПРЕСТУПЛЕНИЙ, СОВЕРШАЕМЫХ В Г. МОСКВЕ ........................................................................216
ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ ..........................................................................................................................224

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

Proceedings 
of Voronezh Institute 
of the Russian Federal 
Penitentionary Service

Proceedings of Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentionary Service, 2018, 
№ 3, July–September

RADIOENGINEERING AND COMMUNICATION

Kasatkina T. I. MATHEMATICAL MODEL OF THE YTTRIUM HIGH-TEMPERATURE 
SUPERCONDUCTING MULTI-ELEMENT JOSEPHSON STRUCTURES 
FOR ANTENNA ARRAY ..............................................................................................................................9
Medvedev I. I., Nikulin S. S., Pechenin E. A. ABOUT DEVELOPMENT OF THE MEASURING 
INSTRUMENT OF THE CHARGE OF THE ACCUMULATOR 
FOR UNMANNED AERIAL VEHICLES ..................................................................................................16
Shchetinin N. N., Ostankov A. V. SMALL-SIZE BEAMFORMING SCHEME 
FOR WIRELESS TECHNOLOGIES IN THE FREQUENCY RANGE OF 450 MHz ..............................22
INFORMATION SCIENCE, COMPUTING AND MANAGEMENT

Andreeva N. A., Korchagina E. V., Butova L. V. DESIGN OF THE SECURITY SYSTEM 
OF THE USER SUPPORT AUTOMATED TOOL SERVICE ....................................................................29
Batorov B. O., Kupriyanov A. I., Emelyanova E. V. RANK METHOD OF QUANTITATIVE 
EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF THE ORGANIZATION MANAGEMENT SYSTEM ...........37
Bukharov E. O., Sokolovsky S. P., Kalach A. V., Zybin D. G. MATHEMATICAL SIMULATION 
OF ATTACKS OF TYPE «FAILURE IN SERVICE» WITH THE USE 
OF THE THEORETICAL-GAME APPROACH .........................................................................................44
Gaponenko V. F., Kilmashkina T. N., Boltachev E. F. AGENT-BASED MODEL AS ADECISION 
SUPPORT TOOL IN THE ACTIVITY OF THE INTERIOR BODIES .....................................................52
Gonov Sh. Kh., Makarov V. F., Gurlev I. V. MODEL OF ANALYSIS OF OPERATIONAL SITUATION ON 
THE BASIS OF THE COBB-DOUGLAS PRODUCTION FUNCTION ....................................................57
Ershova I. V., Sokolova A. V. DIGITALIZATION OF THE PENAL CORRECTION SYSTEM: 
SAFETY OF PERSONAL DATA OF SPECIAL SQUADS IN THE COURSE 
OF INTERDEPARTMENTAL INTERACTION BY MEANS OF THE CERTIFIED 
SOFTWARE AND HARDWAR ..................................................................................................................65
Kalach A. V., Peev D. N., Zybin D. G. MODERN CONDITIONS OF DYNAMICS OF DATA 
LEAKAGES AND SAFETY OF INFORMATION IN THE RUSSIAN FEDERATION ..........................74
Krupenin A. V., Sokolovsky S. P., Horev G. A., Kalach A. V. MASKING IDENTIFIERS 
THE CHANNEL LEVEL MEANS PROACTIVE PROTECTION INTEGRATED 
COMMUNICATION NETWORKS SPECIAL PURPOSE .........................................................................81
Koltsov A. S., Korotkih L. P., Popov N. N., Zajcev I. A. IMPLEMENTATION OF MATHEMATICAL 
METHODS OF CONTOUR ANALYSIS FOR THE DETECTION AND RECOGNITION 
OF FACES IN CONTROL SYSTEMS AND ACCESS CONTROL.............................................................90
Korchagina E. V., Butova L. V., Sviridova E. N. INTERACTION OF THE USER SUPPORT 
AUTOMATED TOOL SERVICESYSTEM COMPONENTS ......................................................................95
Kryukova D. Yu., Panfilova О. A. THE PROBLEMS OF ENSURING INFORMATION SECURITY 
IN THE PROGRAM COMPLEX OF AUTOMATED CARD-WRITE ACCOUNTING 
OF SPECIAL CONTINGENT ...................................................................................................................104
Matrosova L. D. FUNCTIONAL OPPORTUNITIES OF AUTOMATED 
INFORMATION-CONTROL SYSTEM GOSAVTOINSPECTIONS AT THE PRESENT STAGE ........110

SCIENTIFIC 
MAGAZINE

Four times a year

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

Novoseltsev V. I., Shugaj O. E. ALGORITHM OF MARKET SEGMENTATION OF SALE 
OF PRODUCTION MADE BY THE ENTERPRISES OF CRIMINALLY-EXECUTIVE SYSTEM .....116
Rychago M. E. TO THE QUESTION OF THE OPTIMAL DISTRIBUTION 
OF THE TECHNICAL RESOURCE IN THE SYSTEM OF PROTECTION 
OF A CORRECTIONAL INSTITUTION ..................................................................................................122
JURISPRUDENCE

Bykov A. I. REALIZATION OF FOREIGN EXPERIENCE TO COMBAT WITH UNMANNED 
VEHICLES ABOVE THE TERRITORIES OF THE PENITENTIARY INSTITUTIONS 
OF THE RUSSIAN FEDERATION ..........................................................................................................128
Egorov V. A., Egorova S. V., Churakov V. G. CONTROL OR SUPERVISION OVER THE PERSONS 
RELEASED FROM PLACES OF DEPRIVATION OF LIBERTY: A NEW TREND 
OF UIS OR FORGOTTEN EXPERIENCE ..............................................................................................133
Zanina T. M. ABOUT SOME ASPECTS OF ORGANIZING THE ACTIVITY 
OF THE STATE INSPECTORATE OF THE RUSSIAN MIA OF FOREIGN AFFAIRS .......................140
Zin’kiv E. N. THE BALANCE OF THE RIGHTS AND LEGITIMATE INTERESTS OF CONVICTS: 
THE ORETICAL AND LEGAL ASPECT .................................................................................................147
Zlobin А. N., Cherenkov Р. А., Borisova А. А. THE RIGHT OF THE SHARED COMMON 
PROPERTY TO DWELLING HOUSE AND NON-RESIDENTIAL PREMISES .................................152
Kombarova E. L. ABOUT SCIENTIFIC APPROACHES TO THE DEFINITION 
OF CRIMINALISTIC TACTICS ................................................................................................................161
Lopina M. V., Bokadarov S. A., Churakov V. G. QUESTIONS OF INCREASE IN EFFICIENCY 
OF STEADY FUNCTIONING OF SENSITIVE SITES OF THE PENAL CORRECTION 
SYSTEM IN THE CONDITIONS OF EMERGENCY SITUATIONS .....................................................169
Mironova Yu. V. SOME FEATURES OF ORGANIZATIONAL AND LEGAL SUPPORT 
FOR THE PARTICIPATION OF PERSONS WITH DISABILITIES IN CIVIL LEGAL 
PROCEEDINGS IN RUSSIA THROUGH THE USE OF VIDEOCONFERENCING ...........................175
Naryshkina N. I. CLASSIFICATION OF TORTURES IN PRACTICE IN THE PRISONS 
OF RUSSIA AND EUROPE .....................................................................................................................182
Nikityuk S. M. LEGALIZATION AND LAW-MAKING:  THE ANALYSIS OF DEFINITIONS, 
CORRELATION .........................................................................................................................................187
Pechenkin S. V. THE WORKS OF THE “FATHER” OF ANARCHO-COMMUNISM 
PRINCE P. A. KROPOTKIN AS A SOURCE ON THE RUSSIAN EXILE 
IN THE SECOND HALF OF THE XIX CENTURY ................................................................................192
Puchnina M. Yu. CRIMINAL SUICIDE: CONTEMPORARY LEGAL ESTIMATION 
IN RUSSIA AND ABROAD ......................................................................................................................195
Saratova O. V. CONSTITUTIONAL RIGHTS AND FREEDOMS OF THE PERSON SUBJECT 
TO LIMITATION WHEN CARRYING OUT QUICKLY-SEARCH ACTIONS ......................................201
Timofeeva E. A. HISTORY OF DEVELOPMENT AND EXPERIENCE OF APPLICATION 
ELECTRONIC MONITORING IN FOREIGN COUNTRIES .................................................................206
Shmarion P. V. CRIMINOLOGICAL CHARACTERISTICS OF VIOLENT CRIMES COMMITTED 
IN MOSCOW ..............................................................................................................................................216
REQUIREMENTS FOR THE AUTHORS ......................................................................................................224

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

УДК 004.94;  519.21;  537.31;  621.396

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИТТРИЕВОЙ 
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ 
МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ ДЖОЗЕФСОНОВСКОЙ СТРУКТУРЫ 
ДЛЯ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ

© 2018       Т. И. Касаткина

Воронежский институт ФСИН России, 
ул. Иркутская, 1а, 394072, г. Воронеж, Россия
Email: kastanka@mail.ru

Поступила в редакцию 22.04.2018 г.

Аннотация. В статье приведены результаты разработки модели высокотемпературной сверхпроводящей квантовой решетки и описан принцип ее работы. Было произведено моделирование основных характеристик. В статье доказано, что квантовая ячейка высокотемпературной 
решетки позволяет достичь высокой линейности функции отклика напряжения на внешнее 
магнитное поле за счет выбора характеристических параметров.
Ключевые слова: магнитное поле, высокотемпературный сверхпроводник, сигнал, СКВИД.

ВВЕДЕНИЕ
Цифровые и аналоговые устройства и приборы сверхпроводниковой электроники, основанной на квантовых макроскопических эффектах, протекающих в классических и высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), 
имеют ряд особых характеристик, отличающих 
их от полупроводниковых аналогов. К ним относят высокую степень быстродействия, сверхнизкую энергию переключения элементов 
джозефсона, а также очень высокую чувствительность сверхпроводящих квантовых интерферометров (СКВИДов) [1–4]. Благодаря этим 
исключительным свойствам открывается ряд 
широких возможностей для создания устройств, 
которые способны работать в верхних частотных 
диапазонах и обеспечивать максимально высокую чувствительность и высокую скорость обработки информации.
В настоящее время остается мало исследованной область высокочувствительных активных устройств на многоэлементных джозефсоновских структурах из высокотемпературных 
сверхпроводников [3–4]. 
В качестве основных устройств, выполненных на базе квантовых иттриевых ВТСП решеток, выступают электрически малые активные антенны, а также малошумящие широко
полосные усилители [1–2]. Для изготовления 
усилителя на основе квантовых иттриевых 
ВТСП решеток необходимо найти пути решения задачи интеграции квантовой иттриевой 
ВТСП решетки и входной широкополосной 
линии воздействия входного сигнала в виде 
магнитного потока для каждой ячейки ВТСП 
решетки. Для изготовления активных электрически малых антенн и антенных решеток нет 
необходимости в наличии широкополосной 
входной линии. Такая антенна или антенная 
решетка преобразовывает магнитный поток 
электромагнитной волны в напряжение и одновременно выполняет как прием, так и усиление входного сигнала. А величина мощности, 
отдаваемой при этом в нагрузку антенны, забирается практически полностью у источника 
постоянного тока смещения ячеек иттриевой 
ВТСП квантовой решетки и, следовательно, 
может принимать достаточно большие значения, поскольку не использует мощность принимаемой волны.
Целью статьи является теоретическое исследование и математическое моделирование процессов, происходящих в высокотемпературной 
многоэлементной джозефсоновской структуре, 
способной выступать в качестве ВТСП квантовой активной антенной решетки.

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
В качестве объекта исследования выступает 
квантовая высокотемпературная сверхпроводящая иттриевая многоэлементная джозефсоновская структура, основными элементами 
которой являются иттриевые ВТСП квантовые 
дифференциальные ячейки, принцип изготовления которых аналогичен, описанному в работах [5–7], служащие для обеспечения высокой 
линейности преобразования магнитного сигнала в напряжение. Основу иттриевой ВТСП 
квантовой дифференциальной ячейки составляют две параллельные низкоиндуктивные 
цепочки переходов джозефсона, служащие 
плечами ячейки, с дифференциальным подключением и находящиеся в резистивном (не сверхпроводящем) состоянии. При этом обеспечивается их противоположное смещение друг относительно друга за счет магнитного потока. 
Площади СКВИДов между двух соседних переходов и индуктивности соединений являются 
одинаковыми вдоль всей цепочки переходов 
джозефсона. На рис. 1 представлена схема квантовой дифференциальной ячейки с приложенным к параллельным цепочкам переходов 
джозефсона входным сигналом F , создающим 
магнитный поток смещения dF . Воздействие 
входного сигнала и, следовательно, приложение 
магнитного поля к ВТСП цепочкам переходов 
джозефсона осуществляется за счет управляющей линии, связанной индуктивно с каждой 
цепочкой. На рис. 2 представлена схема ВТСП 
цепочки переходов джозефсона квантовой дифференциальной ячейки. 
В работах [5–7] представлены подходы к 
созданию электрически малых активных антенн 
и антенных решеток на основе квантовых ВТСП 

решеток, трансформаторного и бестрансформаторного типов. В настоящей работе предлагается квантовая иттриевая ВТСП решетка для 
последующего  изготовления на ее основе антенной решетки трансформаторного типа, в которой 
сверхпроводящий трансформатор магнитного 
потока, индуктивно связан с квантовыми ячейками иттриевой ВТСП квантовой решетки. 
Свойства иттриевого ВТСП поликристалла, 
используемого для создания квантовых дифференциальных ячеек представлены в таблице 1 [8].
Кристаллиты получаемых по расплавной 
технологии [9] поликристаллов YBa2Cu3O7-x 
(фаза 123), содержат дисперсные частицы 
Y2BaCuO5 (фаза 211). Повышенная плотность 
критического тока в этих образцах напрямую 
связана с концентрацией включений фазы 211 
и предполагает, что уменьшенный размер этих 
частиц непосредственно обусловливает повышенный пиннинг. В качестве основы микроструктуры монодоменной керамики выступает 
ансамбль крупных, в зависимости от условий 
синтеза достигающих величины 0.5-5 см, квазимонокристаллических образований, разделенных высокоугловыми границами. Такое 
образование представляет собой пакет тонких 
(5–50 мкм) пластин YBa2Cu3O7-x, в которых 
отношение длины к толщине достигает 1000. 
Расположенные параллельно друг другу, пластины разделены малоугловыми границами, 
имеющими высокие значения критического 
тока. При этом реальная микроструктура таких 
ВТСП имеет  различные дефекты: границы двойников, включения фаз типа 211, различных типов микро- и макротрещин, возникающих из-за 
низких пластичных свойств фазы YBa2Cu3O7-x, 
поры. Так образец ОТ-1 имеет достаточно большое количество пор диаметром, приводящее к 
уменьшению значения плотности [8].

Рис. 1. Схема квантовой дифференциальной 
ячейки

Рис. 2. Схема цепочки переходов джозефсона 
квантовой дифференциальной ячейки

Т. И. Касаткина

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

Реальная структура расплавных ВТСП 
материалов представляет собой крупнодоменную систему, обладающую высокими сверхпроводящими свойствами, обусловленными 
специфическим механизмом кристаллизации 
перитектического расплава. Увеличение общей 
плотности образцов в результате проведения 
кристаллизации устраняет перколяционные 
затруднения для протекания тока, характерные 
для твердофазного синтеза. По данным проведенного рентгенофазного анализа в иттриевых 
ВТСП образцах присутствует 72 % фазы 1-2-3 
с кислородным индексом 6,84 и 28 % фазы 2-1-1. 
Для используемых в работе свежеприготовленных образцов были измерены и рассчитаны 
основные параметры: плотность, пористость, 
удельное электрическое сопротивление ρн при 
Т = 300 К, температуры начала Тпн и окончания 
Тпо сверхпроводящего перехода, критический 
ток Icр. 
Величина полного тока смещения Ib  цепочки переходов джозефсона в иттриевом ВТСП 
больше величины максимального критического 
тока всей ВТСП цепочки:

 
I
IC k
! = Â
 , 
(1)
где IC k  – величина критического тока для k -го 
перехода джозефсона в ВТСП цепочке.
Вследствие этого ВТСП цепочка переходит в 
резистивное (не сверхпроводящее) состояние.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ 
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Как доказано в работе [10], ветви на кривой 
зависимости отклика напряжения со стороны 
параллельной симметричной ВТСП цепочки 
джозефсоновских переходов на входной сигнал 
F , при количестве переходов джозефсона 
N > 10
15
...
 являются близкими к параболам. 
На основании этого выражение для определения отклика напряжения квантовой дифференциальной ячейки может быть представлено в 
виде разности двух идентичных функций пара
болического вида, сдвинутых в противоположенных направлениях вдоль оси абсцисс на 
величину магнитного потока смещения dF :

 
U
U
U
L
R
F
F
F
F
F
( ) =
+
(
) (
)
d
d
, 
(2)
При этом отклика напряжения будет являться линейной функцией входного сигнала F , что 
представлено на рис. 3.
При U
C
k
L F
F
F
( ) =
◊
(
)
0

2
*
, а также 

U
C
k
R F
F
F
( ) =
◊
+
(
)
0

2
*
, где k , F* , C0  являются константами, дифференциальное включение в интервале входных сигналов -[
]
d
d
F
F
  ;
 
создает линейное преобразование магнитного 
потока в напряжение:

 
U
k
F
F
F
F
( ) =
◊
◊
(
)
4
*
d
. 
(3)
При этом коэффициент преобразования 
магнитного потока составляет: 

 
dU

d
k
F

F
F
F
( ) =
(
)
4
*
d
. 
(4)

За счет членов четной функции, описывающей боковые кривые зависимости отклика 
(рис. 3), осуществляется ограничение линейности у функции преобразования магнитного 

Таблица 1
Основные иттриевых характеристики образцов, 
используемых для создания квантовых дифференциальных ячеек

№
образца
Плотность,
г/см3
r н, Ом·м, 10-6
Пористость
Тпн, oK
Тпо, oK
Iср, А/м2, 106

ОТ-1
5,9
0,2
92%
91,2
89,4
1,76
ОТ-2
5,8
0,21
91%
90,8
88,9
1,54
ОИ-1
5,2
0,63
82%
90,5
88,4
0,33

Рис. 3. Отклик напряжения квантовой 
дифференциальной ячейки

Математическая модель иттриевой высокотемпературной сверхпроводящей...

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

потока. Эти члены представляют собой параболы высоких порядков, вида:

 

U
C
a

a
a

R L
,
*

,

F
F
F

F
F
F
F

( ) =
◊
(
) +

+
◊
(
) +
◊
(
)

0
2

2

4
4

4

6
6

6  
(5)

где a2 , a4 , a6  – коэффициенты разложения 
отклика, при этом коэффициент параболы второй степени соответствует константе k  из выражений (3)–(4); C0  – константа; F* , F4 , 
F6  – максимумы парабол, F* > 0 , F4
0
>
, 

F6
0
>
.
При подстановке (5) в (2), получим следующее выражение:

  

U
a
a

a

F
F
F
F
F
F

F
F
F
F
F

( ) =
◊
(
)
(
(
) 
(
) ) ◊
(
)
(
+

4
2

3
8

2
4
4

3

6
6

5
3
4

*
d
d

d
d

+
(
) ) ◊
(
)
5
12
6
6

3

6
5
6
a
a
F
F
F
F
F
d
d
,

 (6)

из которого следует, что нелинейный вклад в 
дифференциальный отклик напряжения со стороны поправочного слагаемого четвертого порядка обнуляется при величине смещения магнитного потока dF , равной F4 . А также происходит 
обнуление нелинейного вклада со стороны поправки шестой степени при величине смещения 
магнитного потока dF , равной F6 .
Для определения выражения для линейности квантовой дифференциальной ячейки воспользуемся однотоновым методом гармонического баланса [11] и зададим входной сигнал F , 
как гармонический сигнал F =
◊
◊
(
)
A
t
sin w
 c 
амплитудой A и частотой w :

  

U t
a
A
t
a
A
t

a
A
t

a A

( ) =
◊
◊
◊
(
) ◊
◊
◊
(
) 
◊
◊
◊
(
) =

=

1
3
3
3

5
5
5

1
3

sin
sin

sin

w
w

w

a A
a A
t

a A
a A
t

3
3
5
5

3
3
5
5
4
5
8

4
5
16
3

Ê

ËÁ
ˆ

¯˜ ◊
◊
(
) +

+
+
Ê

ËÁ
ˆ

¯˜ ◊
◊
(

sin

sin

w

w
) 
◊
◊
(
)
a A
t
5
5

16
5
sin
.
w

 (7)

Амплитуда основной гармоники B1  имеет 
вид:

 

B
A
a
a

a
A

a

1
2
4
4

3

6
6

5
3
4

4
2

3
6

5

=
◊
(
)
(
(
) 
(
) ) (
)
(
+

+

F
F
F
F

F
F
F
F

*
d
d

d
d

6
6

3
5
6
6
7 5
F
F
F
F
(
) ) ◊
(
)
d
d
,
.
A
a

 (8)

Амплитуда третьей гармоники B3  определяется выражением:

 

B
A
a

A
a

3
3
4
6
6

3

5
6
6

2
5

3 75

=
+
(
)
(
) +

+
◊
(
)

F
F
F
F

F
F

d
d

d
,
.

 (9)

Амплитуда пятой гармоники 5  определена 
как:

 
B
A
5
6
5
6
0 75
= ◊
(
)
,
0
F
F
d
. 
(10)
Тогда величина линейности квантовой дифференциальной ячейки определяется как:

1
1
1
3
5
3
5
20 lg
max{
,
}
max{
,
}
B
B
L
B B
B B

Ê
ˆ
=
=
Á
˜
Ë
¯
дБ. (11)

При малых значениях индуктивности отклик напряжения одной из цепочек переходов 
джозефсона может быть выражен как:

 
U
I R
I
I
S
R
C
N
B

C
N
F
F
( ) =
Ê

ËÁ
ˆ

¯˜ ( )

2
2 , 
(12)

где I
I
C
c k
k

N
=

=Â
,
1

 – критический ток ВТСП цепоч
ки переходов джозефсона; R
N
R
N
n k
k

N
=

=Â
1

1
,  – со
противление цепочки переходов джозефсона в 
резистивном состоянии; N  – количество джозефсоновский переходов в цепочке; Ic k
,  – критический ток k -го джозефсоновского перехода 
в цепочке; Rn k
,  – сопротивление k -го джозефсоновского перехода в цепочке; IB  – ток смещения цепочки переходов джозефсона; SN  – 
поправка на фактор структуры.
Поправка на фактор структуры определяющаяся выражением:

 
S
N

I

I
e
N
c k

C
k

N
i
m
m

k

F
F
F
( ) =
Â

=Â
=

1

1

2

0
1

1

,  

p

, 
(13)

где F  – магнитный поток в m  ячейке; 

F
F
=

=Â
m
m

N

1

 – полный магнитный поток цепочки 

переходов джозефсона.
Если цепочка переходов джозефсона является регулярной параллельной цепочкой, то 
поправка на структурный фактор имеет вид:

 
S
N

I

I
e
N
c k

C
k

N
i k

N
F
F

F
( ) =

=

(
)
Â
1

1

2
1

1
0
,  

p

. 
(14)

При большом количестве переходов джозефсона N ≥ 10  аппроксимация боковой ветви 
кривой зависимости отклика напряжения в 
идеализированной параллельной цепочке, характеризующееся отсутствием нормированной 

Т. И. Касаткина

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

индуктивности l =
(
)
0 , при условии равенства 
тока смещения критическому значению тока 
ВТСП, производится с помощью параболы. Она 
имеет начало в центре максимума кривой отклика при F = 0 , что представлено на рис. 4.
В случае реальной квантовой дифференциальной ячейки при индуктивности связей 
элементов джозефсона в параллельных цепочках l ª 0 3
0 7
, ... ,
 отклик напряжения цепочки 
джозефсоновских переходов, представленный 
на рис. 5, также имеет параболической характер, что обеспечивает высокие значения линейности отклика напряжения квантовой 
дифференциальной ячейки. С ростом величины нормированной индуктивности l  происходит уменьшение количества вовлеченных в 
динамический процесс переходов джозефсона. 
Вследствие этого происходит ухудшение формы отклика напряжения у параллельной цепочки переходов джозефсона. Главный максимум на кривой отклика напряжения для 
реальных квантовых дифференциальных ячеек шире, чем на кривой отклика напряжения 
идеализированных квантовых дифференциальных ячеек и включает в себя две области 
аппроксимации. На рис. 5 представлена параболическая аппроксимация отклика напряжения идеализированных квантовых дифференциальных ячеек для первой области при 
l = 0 5
,
 и токе смещения 1 05
,
IC , а на рис. 6 – 
аналогично кривая для второй области. Первая из областей может быть представлена 
трансформация области аппроксимации, существующей у идеализированных дифференциальных ячеек, когда l = 0 . При увеличении 
тока смещения на 5% выше критического 
значения, т.е. при 1 05
,
IC  начало первой области аппроксимации перемещается к точке с 
F = 0 , что показано на рис. 5. При этом в первой области практически совпадают вершины 
парабол четвертой степени и шестой степени, 
вследствие чего при задании величины смещения плеч дифференциальной ячейки 
dF
F
F
ª
ª
4
6 , может быть получена высокая 
линейность отклика напряжения.
Представленная на рис. 6 вторая область с 

l = 0 5
,
 не изменяется при изменении тока 
смещения, а вершины парабол шестой и четвертой степеней разнесены, из-за чего для 
этой области аппроксимации не может быть 
получена высокая линейность отклика напряжения.

Рис. 4. Аппроксимации боковых ветвей отклика 
напряжения идеализированной параллельной 
цепочки переходов джозефсона

Рис. 5. Параболическая аппроксимация отклика 
напряжения идеализированных квантовых 
дифференциальных ячеек для первой области 
при l = 0 5
,
 и токе смещения 1 05
,
IC

Рис. 6. Параболическая аппроксимация отклика 
напряжения идеализированных квантовых дифференциальных ячеек для второй области 
при l = 0 5
,
 и токе смещения 1 05
,
IC

Математическая модель иттриевой высокотемпературной сверхпроводящей...

ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ИНСТИТУТА ФСИН РОССИИ, 2018, № 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
В статье проведено математическое моделирование квантовой сверхпроводящей антенной 
решетки, на основе квантовых дифференциальных ячеек из иттриевого ВТСП поликристалла. 
На основании полученных результатов был 
сделан вывод, о необходимости выбора некоторой рабочей точки смещения магнитного потока dF  для получения высокой линейности отклика напряжения на внешний поле в виде 
магнитного сигнала. Такая рабочая точка должна характеризоваться малыми поправками 
четвертой степени и шестой степени в аппроксимации отклика напряжения, поскольку 
именно эти поправки определяют результирующую линейность функции отклика. При изменении величины смещения магнитного поля 
от величины dF
F
F
ª
ª
4
6  линейность функции 
отклика напряжения уменьшается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. 25442754 Российская Федерация, МПК 
Н 03 F 19/00, H 01 L 39/22. СВЧ-усилитель на основе высокотемпературного СКВИДа с четырьмя 
джозефсоновскими контактами / Соловьев И. И., 
Корнев В. К., Кленов Н. В., Шарафиев А. В., Калабухов А. С.,  Чухаркин М. Л., Снигирев О. В.; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (МГУ)»; заявл. 27.12.2014; опубл. 
20.03.2015. Бюл. №8.
2. Пат. 2325004 Российская Федерация, МПК 
Н 01 L 39/22. СВЧ-усилитель на основе высокотемпературного СКВИДа / Калабухов А. С., Снигирев О. В.; заявитель и патентообладатель: Государственное учебно-научное учреждение Физический 
факультет Московского Государственного университета им. М.В. Ломоносова; заявл. 27.09.2006; 
опубл. 20.05.2008. Бюл. №14.

3. Кларк Дж. Микрополосковый усилитель на 
основе ПТ-сквида / Дж. Кларк, М. Мюк, М.-О. Андрэ, Й. Гэйл, К. Хайден// Микроволновая Сверхпроводимость. – 2001. – В. 375. – С. 473–504.
4. Пат. 2051445 Российская Федерация, МПК H 01 
L 39/22. Сверхпроводниковый усилитель тока на основе эффекта джозефсона / Никулов А. В.; заявитель 
и патентообладатель: Институт проблем технологии 
микроэлектроники и особо чистых материалов РАН; 
заявл. 03.04.1992; опубл. 27.12.1995. Бюл. № 18.
5. Kolotinskiy N. Multielement Josephson structures for implementing broadband devices / N. Kolotinskiy, V. Kornev, A. Sharafiev, I. Soloviev, O. Mukhanov // Physics of Wave Phenomena. – 2013. – Vol. 23, 
№ 4. – P. 294–299.
6. Шарафиев А. В. Многоэлементные джозефсоновские структуры для реализации высоколинейных 
широкополосных устройств: дис. … канд. физ.-мат. 
наук / А. В. Шарафиев. – М., МГУ имени М. В. Ломоносова, 2013. – С. 110.
7. Kornev V. Active Electrically Small Antenna 
Based on Superconducting Quantum Array / V. Kornev, I. Soloviev, A. Sharafiev, N. Klenov, O. Mukhanov // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2013. – Vol. 23. – № 3. - P. 1800–1807.
8. Касаткина Т. И. Физические процессы в ансамбле вихрей магнитного потока в иттриевых 
сверхпроводниках в неоднородном локальном магнитном поле: дис. … канд. физ.-мат. наук / Т. И. Касаткина. –М., 2014. – 115 с.
9. Паринов И. А. Микроструктура и свойства высокотемпературных сверхпроводников / И. А. Паринов. – Ростов н/Д : Изд-во Рост. ун-та, 2004. – 416 с.
10. Kornev V. High linearity Josephson junction 
array structures / V. Kornev, I. Soloviev, N. Klenov, 
O. Mukhanov // Physica C: Superconductivity. – 
2008. – Vol. 468. – №. 7-10. – P. 813–816.
11. Боголюбов Н. Н. Асимптотические методы в 
теории нелинейных колебаний / Н. Н. Боголюбов, 
Ю. А. Митропольский. – М. : Государственное издательство технико-теоретической литературы, 2001. – 
544 с. 

Т. И. Касаткина