타겟 구조물의 손상 진단 방법에서는 익싸이테이션부가 제1 주파수를 갖는 제1 초음파 신호 및 제1 주파수보다 높은 제2 주파수를 갖는 제2 초음파 신호를 동시에 타겟 구조물에 제공한다. 센싱부가 제1 초음파 신호 및 제2 초음파 신호에 대한 타겟 구조물의 응답 초음파 신호를 수신한다. 컨트롤부가 타겟 구조물의 손상 여부를 판단하는 문턱값 및 응답 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에 기초하여 타겟 구조물의 손상 결과 값을 제공한다. 본 발명의 실시예들에 따른 타겟 구조물의 손상 진단 방법은 제2 주파수를 갖는 테스트 초음파 신호를 복수 회 제공하여 계산되는 문턱값 및 응답 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에 기초하여 타겟 구조물의 손상 결과 값을 제공함으로써 타겟 구조물의 손상 여부를 판단할 수 있어 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.