卫星在空间运行的过程中受到空间环境的影响很大。空间环境直接作用于光学天线上，导致光学天线温度分布不均，从而导致光学系统形变。光学系统作为卫星激光通信系统中的核心部件，其形变将影响传输光束的质量，进而可能严重地影响通信质量。所以研究温度场的变化对于卫星激光通信的影响具有很重要的作用，这对于优化卫星激光通信系统的性能、提高其通信质量等具有重要的意义。本文基于反射式卡塞格伦系统的设计，首先对其光学系统的机械支撑结构进行了设计，并建立光学天线的有限元分析模型；在光学镜面为不同材料，以及不同几何形状的加热片加热下，主要研究光学系统的温度特性。对其温度特性的研究包括了热载荷下主次镜的温度场分布情况，形变量情况，最后通过Zernike多项式拟合得到主次镜镜面的形变量，利用CODE V分析得到系统成像的波前畸变、光斑能量分布、MTF等，同时对相同条件下两种材料系统的光束质量进行了对比分析。围绕上述内容，具体工作内容如下：（1）设计光学系统的支撑结构。光学系统的支撑结构包括主镜底座和次镜支架。采用三点支撑的方式连接主次镜，支架和次镜底座采用同一材料经过切割而制成。主镜底座采用周边支撑方式，主镜底座和次镜支架的材料分别为钛合金和殷钢。通过对支撑结构进行设计，将光学系统实体化。（2）建立光学天线有限元分析模型，对光学系统的温度特性进行仿真研究。对于光学元件材料分别为微晶玻璃和K9的光学系统，其主镜背面，分别采用了三种不同的加热方式加热。通过分析得到三种加热片下光学系统的温度场和形变场的数值随温度的升高呈线性递增。（3）研究了形变对光学系统性能的影响。利用Zernike多项式拟合，得到相应形变后的光学系统，通过CODE V光学分析软件得到相应的光束质量变化情况。其RMS值、P-V值随温度升高呈线性递增。（4）对比分析得到径向加热片对光学系统光束质量的影响小，周向等积加热片次之，周向等径加热片最大。对两种材料而言，在热源温度相同时，微晶材料系统的影响小于K9材料的系统。综上，光学天线的温度稳定性是空间光通信系统的重要指标之一，本文的研究内容为反射式卡塞格林系统的热控设计提供了帮助，主要是加热片几何形状的选取提供了重要的依据。