Георгий Бабат - Магнетрон

За годы Отечественной войны и в послевоенное время техника измерений сантиметровых волн получила большое развитие. Теперь по этому узкому специальному вопросу есть ряд монографий, учебников. В Советском Союзе создано множество конструкций приборов для измерений в области сверхвысоких радиочастот. Есть у нас теперь точные и надежные волномеры, измерители мощности… Но осенью 1934 года, когда Веснин впервые включал многорезонаторный магнетрон в лаборатории завода, техника измерений сантиметровых волн была в зачаточном состоянии. Мерить еще было нечего.

Существует документальное свидетельство об этом первом испытании — личные записи Веснина.

Веснин все еще время от времени возвращался к своим «Этюдам развития радиотехники», которые Рогов когда-то посоветовал ему готовить для печати. Под датой 7 сентября 1934 года идут две страницы текста, имеющие отношение к произведенным на другой день опытам. По своему обыкновению, Веснин не прямо приступил к описанию метода измерений, а сначала составил краткий литературный обзор по данному вопросу.

«В начале прошлого века профессор Петербургской Медико-хирургической академии Василий Петров, — писал Веснин, — поместил под колпак воздушного насоса проводники от гальванической батареи. Петров заметил, что с уменьшением давления облегчается возникновение электрического разряда.

Впоследствии было установлено, что при определенном давлении — не большем, чем несколько миллиметров, и не меньшем, чем сотые доли миллиметра ртутного столба, — достаточна ничтожная мощность, тысячные доли ватта, чтобы заставить светиться разреженный газ. При постоянном токе он светится лишь в том случае, когда в стеклянную колбочку вделаны проводники, соединенные с источником тока. Но переменные электрические силы заставляют светиться разреженный газ, заключенный в стеклянный сосуд, и в том случае, когда этот сосуд не содержит никаких проводников и не имеет контакта с источником тока. Достаточно приблизить стеклянную колбочку к проводнику с переменным током, как в этой колбочке возникнет свечение. Легче всего возникает свечение, когда колбочка заполнена не воздухом, а инертным газом — неоном, аргоном, гелием. Колбочка с разреженным инертным газом — самый простой и чувствительный указатель переменных электрических сил».

В конце этой страницы приписка другими чернилами:

«Итак, решено. Завтра я включу новый магнетрон. Если облачко туманного красноватого свечения вспыхнет внутри неоновой лампы, помещенной вблизи магнетрона, значит он создает электромагнитные волны.

Но какой длины?»

На второй странице, помеченной той же датой, идет следующая запись:

«Электромагнитные колебания направляются вдоль двухпроводной линии. Они отражаются от ее дальнего конца и бегут обратно к началу. Прямая и отраженная волны складываются, в линии возникает стоячая электромагнитная волна. У нее есть электрические гребни, где электрические силы достигают наибольшего значения, а между гребнями лежат узлы, где электрические силы равны нулю.

Стеклянная колбочка, наполненная разреженным газом, будет светиться в электрических гребнях, а в узлах свечение притухает.

Расстояние между двумя ближайшими гребнями — это половина длины волны, а от гребня к ближайшему узлу — четверть длины волны.

Такой способ измерения электромагнитных волн применял в конце прошлого века Генрих Герц. Для длинных волн измерительная линия получается громоздкой. Но для метровых, а тем более для сантиметровых волн она легка и компактна.

При помощи двухпроводной линии можно измерять длину короткой электромагнитной волны сравнительно простым способом — грубо говоря, так же, как меряют мануфактуру».

На этом месте текст записок Веснина прерывается двумя рисунками: лучистая звезда и многорезонаторный генератор. И на полях приписка:

«Завтра, завтра… Неужели не получится расчетная длина волны? Ну что же, пройдем еще через одно горькое разочарование…»

Когда Веснин пришел в лабораторию, он хотел было позвать к своей установке Муравейского, потому что до сих пор все еще продолжал считать его своим соратником, и ему казалось, что, действуя как бы втайне, он поступает оскорбительно для своего товарища по работе. Но потом неуверенность в удачном исходе опыта, боязнь очередных насмешек удержали Веснина от его первого порыва. Молча пустил он в ход вакуумную установку, включил магнетрон и поднес к нему маленькую неоновую лампочку.

Лампочка загорелась. Магнетрон генерировал электромагнитные колебания.

Теперь следовало измерить длину волны.

Две параллельные, отстоящие одна от другой на толщину пальца медные проволоки давно были натянуты вблизи вакуумной установки Веснина. Это была та самая двухпроводная измерительная линия, о которой он писал в своем обзоре.

Веснин соединил начало измерительной линии с выводом энергии магнетрона и провел все той же неоновой лампочкой вдоль проводников.

Да, вдоль линии существовала эта стоячая, застывшая электромагнитная волна!

Лампочка, двигаясь вдоль линии в руках Веснина, то вспыхивала, то пригасала, и это свечение делало видимой незримую, неслышимую электромагнитную волну… Расстояние между двумя смежными гребнями было не больше 6–7 сантиметров.

Веснин был так взволнован, что почти одеревенел. Он не мог отвести взора от неоновой лампочки, внутри которой трепетал едва видимый красный огонек.

Казалось бы, ничто не могло в этом опыте издали показаться особенно эффектным, выдающимся, а между тем, неизвестно каким образом, по какой примете, все сотрудники лабораторного зала ощутили, что именно сейчас у стола Веснина происходит нечто решающее.

Первым рядом с Весниным очутился Ваня Чикарьков. Не совсем уясняя себе, в чем смысл опыта, Чикарьков шептал:

— Есть… горит… есть…

Юра Бельговский подошел и, увидев вспыхивание лампочки, молча пожал Веснину руку.

Нина Филипповна Степанова, человек вообще очень замкнутый и молчаливый, сказала, протянув руку по направлению к полкам с гнездами, заполненными негодными лампами, плодами всех предшествующих опытов Веснина:

— Вот как это делается!

Муравейский подошел к генератору, когда вокруг уже стояли все, кто работал б этом зале.

— Посмотрите, Михаил Григорьевич, — сказал Веснин. — Взгляните, что получается.

И он снова стал передвигать светящийся стеклянный пузырек вдоль двухпроводной линии.

В настоящее время техника измерений сантиметровых волн решает ряд сложнейших задач. Измерение частоты и длины волны производится с точностью до тысячных долей процента, точно регистрируются импульсы сантиметровых волн, которые длятся одну десятимиллионную долю секунды.