구조물 진단 방법은 타겟 구조물에 제공될 제1 입력 신호의 제1 주파수 및 제2 입력 신호의 제2 주파수를 결정하는 단계, 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호를 통계적으로 약한 연관성(weak-linked)을 갖는 제1 변환 신호 및 제2 변환 신호로 변환하는 단계, 상기 제1 변환 신호 및 상기 제2 변환 신호를 동시에 타겟 구조물에 제공하는 단계, 상기 타겟 구조물로부터 생성되는 응답 신호를 수신하는 단계 및 상기 응답 신호에 기초하여 비선형 스펙트럼 연관성을 연산하고, 상기 비선형 스펙트럼 연관성의 변화량에 기초하여 상기 타겟 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함한다.