Una antena colineal, también llamada «colineal» o «conjunto de antenas colineales», es un conjunto de antenas dipolo alineadas a lo largo de su longitud para que formen una línea larga. Cada elemento de las antenas dipolo tiene 1/2 longitud de onda. Una matriz colineal correctamente alineada y en fase puede proporcionar un aumento de 3 dB o más en la intensidad de la señal. Un aumento de 3 dB en la intensidad de la señal equivale aproximadamente a duplicar la intensidad de la señal. Este aumento en la intensidad de la señal ocurre perpendicular a la longitud de la matriz, por lo que las matrices generalmente se montan verticalmente para aumentar la intensidad de la señal en el plano horizontal.
Las matrices colineales suelen tener un máximo de cuatro elementos como resultado de problemas al intentar mantener seis o más elementos en fase. Una antena colineal de cuatro elementos consta de dos antenas separadas, cada una con dos elementos y cada elemento de 1/2 longitud de onda de largo y montados verticalmente para que todos los elementos estén en línea. Se conectan mediante un cable coaxial cortado a 1/2 longitud de onda, calculado utilizando el factor de velocidad del cable. Es este cable coaxial el que mantiene en fase los elementos de la antena.
El cable coaxial tiene lo que se llama un «factor de velocidad» que se basa en el tipo de aislamiento utilizado. El factor de velocidad debe estar marcado en el exterior del cable. La longitud del cable coaxial necesaria se calcula tomando la longitud de 1/2 longitud de onda y multiplicándola por el factor de velocidad. Por ejemplo, si el factor de velocidad del cable es 0.66, o 66 por ciento, multiplique la longitud de 1/2 longitud de onda por 0.66.
En el rango de 144 MHz, una variación popular utilizada por los radioaficionados se llama antena colineal “Stacked-J” o “J-Pole”. En esta antena, la trenza del cable coaxial está conectada a un elemento de 1/2 longitud de onda apuntando hacia abajo y doblado en forma de «U», con cada sección larga de aproximadamente 1/4 de longitud de onda. El conductor central está conectado a un elemento vertical de 1/2 longitud de onda, otro elemento de 1/2 longitud de onda en la parte superior, ambos conectados por un elemento de 1/2 longitud de onda doblado en forma de «U» y montado horizontalmente. Este elemento sirve para aislar los dos elementos verticales.
A frecuencias superiores a 300 MHz, es posible utilizar longitudes de cable coaxial para hacer una antena colineal, utilizando el factor de velocidad del cable para determinar las longitudes y alternando las conexiones de cada sección. El conector central de la Sección 1 se conecta a la trenza de la Sección 2; la trenza de la Sección 1 se conecta al conductor central de la Sección 2, y así sucesivamente. La fase entre las secciones está determinada por la distancia entre cada sección.