Все более мощные лампы и соответственно станции позволяли уверенно перекрывать большие расстояния. Но вот в самом начале двадцатых годов газеты заговорили о том, что американские радиолюбители добились радиосвязей на многие тысячи километров, располагая передатчиками мощностью всего в несколько ватт. И все ото благодаря применению каких-то «коротких волы». Сообщения даже для специалистов звучали загадочно и сенсационно: ведь из радиотехнической практики следовало, что для установления дальних связей нужны мощности порядка десятков и даже сотен киловатт и обязательно — длинные или средние волны. Дело в том, что добрый десяток лет назад опыты же с короткими волнами (длипой менее десяти метров) проводились лет за десять до того и в Европе и в Америке закончились неудачей: дальних связей получить не удалось. Короткие волны забросили. Международный комитет признал их непригодными для работы и отдал радиолюбителям для опытов. Энтузиасты радио не замедлили взяться за них. Результаты оказались поразительными.
В 1921 году на западном побережье Шотландии один из тамошних радиолюбителей уловил сигналы, переданные американской радиолюбительской станцией. В 1922 году удалось провести двустороннюю любительскую связь между Америкой и Францией. А потом обменялись передачами Америка и Австралия, Америка и Цейлон, Англия и Новая Зеландия. Дальние связи на коротких волнах посыпались как из рога изобилия.
Бонч чувствовал, что разгадку дальних связей на коротких волнах следует искать в каком-то особом их поведении при распространении в пространстве.
«А пе отражаются ли они от верхних слоев атмосферы, как свет от зеркала? — подумал ученый. — Ведь тогда легко объяснить и куда большие, чем на длинных волнах, расстояния. Длинные-то волны распространяются вдоль земной поверхности, огибая ее и постепенно теряя силу. Огибание называется рефракцией. Рефракция котротких волн происходит в зоне значительно меньшей протяженности, чем на длинных. Вот поэтому-то короткие волны сперва и не удалось использовать: работали те, кто изучал их, как раз в зоне рефракции, и потому-то слишком малы были достигнутые расстояния. Проходить же тысячи километров короткие волны могут только по ломаной траектории. Это ясно, и можно предположить, что их путь идет от передатчика к верхним слоям атмосферы и потом после отражения — к приемнику, находящемуся очень далеко».
Интуиция не обманула Бонча. Опыты показали, что именно так все и происходит.
В Нижегородской лаборатории нашелся человек, который, как и Бонч, загорелся желанием изучать короткие волны. Его звали Владимир Васильевич Татаринов. Бонч хорошо помнил, как на следующий год после переезда в Нижний к нему пришел плотный мужчина среднего роста лет сорока. От высокого лба шла к затылку полоса обширной лысины. Представился: Владимир Татаринов, физик. Помолчали… Общительный Бонч счел Татаринова замкнутым и мрачным. На самом же деле Владимир Васильевич оказался мягким и добродушным человеком, хотя и молчаливым. Просто он не любил поспешных и необдуманных слов и был немного застенчив. Татаринов обладал умом аналитического склада и завидной эрудицией, опиравшейся на основательное физико-математическое образование. Его приняли на должность заведующего одной из лабораторий. Новый сотрудник как-то незаметно стал одним из ведущих специалистов дома на Откосе.
Бончу и Татаринову удалось многое прояснить и в практике, и в теории коротких волн. Они занялись проектированием коротковолновых антенн. Налет тайны с коротких волн постепенно стирался. Их использование в радиолюбительской практике стало обычным. Более того, вся работа здесь перешла в коротковолновой диапазон. Бонч и Татаринов убедились, что короткие волны могут служить прекрасным средством дальней профессиональной связи: как радиотелеграфной, так и радиотелефонной. Тем самым решались многие трудности: ведь для линий связи Москвы с такими городами, как Новосибирск, Томск, Иркутск, Ташкент, на длинных волнах требовались огромные мощности передатчиков. Естественно, что такие магистрали стоили дорого и строить их было трудно. А вот в коротких волнах Бонч видел прекрасный выход из положения: мало того, что они позволяли обойтись очень небольшими мощностями, но к тому же давали возможность проводить так называемые направленные связи, излучая радиоволны в строго заданном направлении. Такое свойство уменьшало потребную для передачи энергию, снижало помехи.
Серьезные и планомерные исследования коротковолновых антенн и свойств коротких волн в нижегородской лаборатории начали проводить с весны 1924 года. Идея направленного излучения и приема глубоко увлекла Бонча и Татаринова. Им удалось разработать несколько довольно удачных конструкций направленных коротковолновых антенных систем. Татаринов, как теоретик, пошел значительно дальше: он предложил весьма удобные и точные способы расчета антенн. Вместе с ним свои первые успехи в области антенн сделал и А. А. Пистолькорс, будущий известный ученый, академик, глава советской антенной школы.
В НРЛ, верной принципу сочетания теории и практики, в сжатые сроки проектируется и аппаратура для магистральной коротковолновой связи между Москвой и Ташкентом. В Москве и Ташкенте строятся передатчики коротких волн на мощных нижегородских лампах специальной конструкции. В 1926 году магистраль вступает в строй.
Увлеченный короткими волнами, не забывает Бонч и мощную радиопередающую технику для радиовещания. В 1928 году в Москве вступает в строй построенная нижегородцами станция на Шаболовке — сорокакиловаттный «Новый Коминтерн» с лампами по 25 киловатт. Этот передатчик снова занял первое место в Европе по своей мощности. А для областного периферийного радиовещания в НРЛ разрабатывается серия небольших станций типа «Малый Коминтерн». Опережая мировую науку в создании мощных радиостанций, Бонч не останавливается на достигнутом. В том же 1928 году он начинает эксперименты с лампой исполинской по тем временам мощностью 100 киловатт. Множество практических и технологических трудностей пришлось преодолеть в процессе создания такой лампы. Ее испытания прошли успешно, и тогда Бонч-Бруевич с полным основанием смог поставить вопрос о сооружении сверхмощной радиовещательной станции мощностью 1000 киловатт. По ряду технических и экономических причин сразу же приступить к ее созданию не удалось. Но чуть более десяти лет спустя в нашей стране все-таки был построен такой гигант эфира.
1928 год в жизни Бонча и всех нижегородцев был отмечен радостным событием. Лабораторию наградили вторым орденом Трудового Красного Знамени. Страна отмечала успехи своего первого радиотехнического института и его руководителя. Вскоре произошла реорганизация НРЛ. Она была слита с Центральной радиолабораторией в Ленинграде. М. А. Бонч-Бруевич получил назначение на должность научного директора ооъединенной лаборатории. Такая перестройка логически вытекала из развития науки и промышленности страны. Перед новым научным центром встала важнейшая задача того времени — углублять научные изыскания в радиотехнике и развивать радиопромышленность.
Покидая Нижний Новгород, Бонч-Бруевич испытывал сложное чувство. Ему было грустно расставаться с городом, в котором как-то незаметно пробежали целых десять удивительных лет. Многое всплывало в памяти, связанное с проведенными здесь годами: и изнуряющий труд, когда все до последнего винта приходилось делать своими руками, бессонные ночи поисков, сомнений и раздумий, и кажущиеся теперь невероятными себе самим поставленные сроки, когда вереница дней перепутывалась в единый клубок забот, волнений и радости от неожиданно мелькнувших озарений. А все это вместе, конечно, можно было считать счастьем.