随着通信技术的蓬勃发展,卫星激光通信作为一种发展迅速的通信手段,成为各国研究热点。其中,小卫星激光通信跟瞄系统具有体积小、重量轻、成本低、周期短、性能好等特点,近几年应用广泛。由于星载设备受发射成本、运载能力等诸多因素限制对质量有着极高的要求。因此,有必要对小卫星激光通信跟瞄系统进行轻量化优化研究,减小重量满足小卫星平台的要求。本文以小卫星激光通信跟瞄系统为研究对象,以减轻系统结构重量为研究目标,对周扫式激光通信跟瞄系统优化方法进行研究,并对系统整机结构进行详细化优化设计和试验验证。在满足性能指标的前提下减轻系统重量,实现系统结构的轻小型化设计,为小卫星空间激光通信提供前提和保障。通过对常用的通信系统结构形式进行对比分析,根据课题特点及指标要求设计了周扫式结构激光通信跟瞄系统。此结构扫描范围大,所需的转动惯量小,系统稳定性高。根据系统的结构方案完成了跟瞄系统初始结构设计。从材料和结构形式两方面切入,通过对常用航空材料特性进行分析为周扫式激光通信跟瞄系统确定合适的材料,再从结构优化分析方法中利用灵敏度法。分别从刚度和质量的角度分析各零件对整机的灵敏度贡献,得到了各零件的先后优化顺序。根据灵敏度分析结果,优先选择灵敏度值较大的零件进行详细优化设计。本文以灵敏度贡献最大的遮光罩和锁紧盘为例,利用拓扑优化、尺寸优化的优化技术手段,给出两个零件的详细优化过程,其余各零件给出优化设计结果。优化后,整个系统的质量减少,系统获得较好的轻量化率和刚度。针对反射镜组件结构、跟瞄系统整机结构分别进行x、y、z三个方向的扫频试验。利用振动台对反射镜组件进行扫频试验得到的测试曲线与仿真结果接近,整机的扫频试验结果也满足技术指标要求的一阶模态频率≥70Hz,从而验证了仿真分析的正确性,证明了系统优化设计的合理性。