Дальше, как обычно, когда выполнен первый самый сложный этап, многорезонаторные клистроны быстро прогрессировали в своих параметрах и сейчас (2005 г.) занимают важное место в микроволновой электронике.
С 1935 года В.Ф. Коваленко работал под непосредственным руководством выдающегося ученого члена - корреспондента АН СССР (с 1931 г.) Михаила Александровича Бонч - Бруевича. Радиотехническое образование Бонч - Бруевич получил в Николаевском военно-инженерном училище и в офицерской электротехнической школе в Петрограде. Широко известны его выдающиеся достижения в Нижегородской радиолаборатории, где он создал впервые генераторную лампу самую мощную в мире с выходной мощностью 100 кВт. С другой стороны в Тверской лаборатории он создал в 1916 году «бабушку» всех маломощных приемно-усилительных ламп в России и наладил широкий промышленный их выпуск. Работая совместно с таким талантливым ученым, который постоянно «генерировал» новые идеи, новые приборы, В.Ф. Коваленко многому у него научился, и дух изобретательства прочно вошел в его рабочую практику. С 1935-1940 г. г. Бонч-Бруевич был научным руководителем НИИ-9. Известно, что он был замечательным педагогом-учителем, который воспитал знаменитых изобретателей многорезонаторного магнетрона Алексеева и Малярова и в том числе В.Ф. Коваленко, которого также можно отнести к его талантливым ученикам. В.Ф. Коваленко в НИИ-9 работал в основном над созданием маломощных микроволновых генераторов и усилителей. Он глубоко проанализировал отечественные и зарубежные
работы предшественников и развил «бурную» изобретательскую деятельность, путем подачи нескольких заявок и получил в 1940 году семь авторских свидетельств на изобретения, которые до сих пор актуальны и используются в вакуумной микроволновой электронике. Из анализа зарубежных работ Хана и Меткалфа (PJRE, v 27, p 106, 1939). Работы А.В. Гаева (патент США 1939 опубликован в журнале «Электроника» февраль 1939 г.). Савельева В.Я. и Тимофеева Н.М. (изобретение № 34405 май 1940 г., а также неудачных работ Арсеньевой-Хайль и Хайль, а также успешных работ братьев Вариан. В.Ф. Коваленко сделал два фундаментальных вывода, которые остаются в силе и в наши дни (2005 г.), т о которых он доложил в докладе на специальной сессии АН СССР в мае 1940 г., посвященной проблеме радиотехники и электроники сверхвысоких частот (Изв. АН СССР 1940 г. том 4, № 3, стр. 489-505).
Суть первого вывода В.Ф. Коваленко сводилась к тому, что на сверхвысоких частотах нельзя использовать традиционные колебательные контуры из сосредоточенной емкости – С, и сосредоточенной индуктивности – L. В СВЧ диапазоне способны эффективно работать только объемные резонаторы (кстати, впервые изобретенные Советским ученым Я.И. Френкелем в 1935 году), которые обладают высокой добротностью и высоким резонансным сопротивлением, на котором электронный поток выделяет свою энергию.
Второй фундаментальный вывод касался строения электронного потока. Он должен быть достаточно интенсивным при низком напряжении питания и, по возможности, проходить весь путь от катода до коллектора с минимальными потерями на промежуточных электродах. Поток должен быть легко управляемым по динамическому принципу.
Руководствуясь этими принципами, В.Ф. Коваленко за один 1940 год выдал шесть заявок на изобретения и получил шесть авторских свидетельств.
Первую заявку на получение авторского свидетельства он сделал 3 марта 1940 года и получил авторское свидетельство № 60973. Вадим Федорович обратил внимание, что на коротких волнах размер полного резонатора соответствует по порядку величины ~ l/2. Т.е., при l ~ 10 см соответствует ~ 5 см. Это затрудняет увеличение тока, снижает электрическую прочность, увеличивает плотность потерь, затрудняет теплоотвод. Простое увеличение размера резонатора приводит к появлению дополнительных резонансов. В связи с этим Вадим Федорович предлагает более простой путь: он предлагает перейти к «трубообразным» резонаторам, в которых длина волны может быть малой и определяться поперечным сечением «трубы», а длина резонатора – достаточно большой. Теоретически, при приближении к критической длине волны длина резонатора может быть в десятки раз больше поперечного сечения.
В связи с этим он предложил новый клистрон, состоящий, например, из двух параллельных «труб», отстоящих друг от друга на некотором расстоянии. Указанные трубы соединяются между собой металлической полой трубой (являющейся пространством дрейфа), например, прямоугольной трубой. У нижней продольной «трубы» располагается достаточно длинный катод, а у верхней трубы – коллектор, все это облекается в вакуумную оболочку и получается клистрон повышенных размеров. Если отрезки волноводов, верхний и нижний, закорочены металлическими перегородками, то Вадим Федорович предложил отрезок волновода называть отсеком.
Клистрон может быть образован из множества отсеков, которые образуют кольцо, спираль, замкнутый многоугольник и др. Он может состоять из одного кольца или нескольких колец, он может состоять из двух резонаторов вдоль оси движения электронов или нескольких резонаторов. Сейчас в некоторых работах «секции» называют «стволами». Всю систему резонаторов можно назвать «многорядной» и «многоэтажной». Полую дрейфовую трубу можно сделать многоканальной, и число их может быть различно. Резонаторы на входе должны возбуждаться синхронно и синфазно, а на выходе должно быть суммирующее устройство СВЧ энергии всех секций (или «стволов»). Авторское свидетельство В.Ф. Коваленко было опубликовано 01.01.1944 г. С публикацией ознакомился известный крупный французский специалист в области вакуумной микроволновой электроники Р. Варнеке. Его вдохновили большие возможности различных конструкций, которые содержались в заявке В.Ф. Коваленко, и он со своим коллегой П. Гунардом (как он пишет об этом в своем обзоре, доложенном на конгрессе в Лимане в 1954 г) выполнили большое число конструкций; наиболее удачные из них описаны в их книге «Les tubes electroniques a commande par modulation de vitesse», Paris, 1951 г. К сожалению, содержание указанной книги в Росси мало известно.