近年来随着航天科技的快速进步,空间相机在研究地球生态环境,探索太空未知世界等领域发挥的作用越来越大。反射镜作为空间相机的核心元件,伴随着人们对空间相机成像质量要求的提高,其口径也不断增大,口径的增大势必会导致反射镜在重力作用下或温度变化时镜面的变形加剧,严重影响空间相机光学系统的成像质量。为了保证反射镜光学表面能够拥有良好的面形,对反射镜及其支撑结构进行合理的轻量化设计是至关重要的。本文结合某Φ620mm口径空间反射镜设计任务,对反射镜组件轻量化设计开展了相关研究工作。论文分析了反射镜组件在制备、发射、在轨运行等阶段所经历的载荷环境。依据成熟的设计理论和前人总结的经验,建立了反射镜初始化模型,利用经验公式确定了反射镜的镜体厚度、支撑点数、支撑位置,选择了镜坯材料、轻量化形式以及轻量化孔形状。结合灵敏度分析方法,选取了对反射镜面形影响较大的结构参数,并对其进行了参数优化。完成了反射镜结构的轻量化设计之后,对反射镜支撑结构进行了设计。分析了常用的四种反射镜支撑形式的适用条件和范围。针对本文所研究反射镜的特点,选取了背部3点支撑方案,并对背部三点支撑结构中的锥套、柔性结构和支撑背板进行了选材和详细结构设计。其中,着重对影响反射镜面形精度及环境适应性最大的关键零件-柔性铰链的设计流程进行了研究,完成了柔节的关键参数设计。利用Matlab软件编制了反射镜面形Zernike多项式拟合程序。结合有限元分析方法对反射镜组件进行了静力学、温度载荷及动力学分析,分析结果表明,在X、Y、Z三向1g重力载荷和4℃均匀温升载荷工况下,反射镜组件面形精度均满足PV≤λ/10,RMS≤λ/40的设计要求,反射镜组件基频为121Hz,具有足够的动态刚度,满足设计指标要求。